LeetCode 239. 滑动窗口大值

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题目描述：给你一个整数数组 nums，有一个大小为 k 的滑动窗口从数组的最左侧移动到数组的最右侧。你只可以看到在滑动窗口内的 k 个数字。滑动窗口每次只向右移动一位。返回 滑动窗口中的大值 。

视频讲解https://www.bilibili.com/video/BV1XS4y1p7qj/?vd_source=f98f2942b3c4cafea8907a325fc56a48文章讲解https://programmercarl.com/0239.%E6%BB%91%E5%8A%A8%E7%AA%97%E5%8F%A3%E6%9C%80%E5%A4%A7%E5%80%BC.html

• 思路：不必维护窗口里的所有元素，只需要维护有可能成为窗口里大值的元素就可以了
  • 单调队列：用 deque 维护一个队首→队尾，单调递减的队列 que
    • void pop(int val)：如果 val 为大值，弹出队首元素，即 que.pop_front()
    • void push(int val)：
      • que 中的元素都比 val 早进入滑动窗口，也早离开滑动窗口，故而只需维护大于 val 的值，比 val 小的值是没有机会成为滑动窗口大值的
      • while (队尾元素< val) {弹出队尾元素}
      • 将 val 插入到队尾
    • int getMax()：返回队首元素
  • i< k，只 push(nums[i])
  • 添加 [0, k - 1] 大值到 result
  • i 从 k 向后遍历，先 pop(nums[i - k])，再 push(nums[i])，最后添加滑动窗口 [ i - k + 1, i] 的大值（直接调用 getMax）到 result
• 代码：

class Solution {
private:
    // 单调队列(从大到小)
    class MyQueue {
    public:
        // 用deque来实现
        dequeque;
        // 每次弹出的时候，比较当前要弹出的数值是否等于队列出口元素的数值，如果相等则弹出。
        // 同时pop之前判断队列当前是否为空。
        void pop(int val) {
            if (!que.empty() && val == que.front()) {
                que.pop_front();
            }
        }
        // 如果push的数值大于入口元素的数值，那么就将队列后端的数值弹出，直到push的数值小于等于队列入口元素的数值为止。
        // 这样就保持了队列里的数值是单调从大到小的了。
        void push(int val) {
            while (!que.empty() && que.back()< val ) {
                que.pop_back();
            }
            que.push_back(val);
        }
        // 查询当前队列里的大值 直接返回队列前端也就是front就可以了。
        int getMax() {
            return que.front();
        }
    };
public:
    vectormaxSlidingWindow(vector& nums, int k) {
        MyQueue que;
        // 滑动窗口大值序列
        vectorresult;
        // 先将前k的元素放进队列
        for (int i = 0; i< k; ++i) {
            que.push(nums[i]);
        }
        result.push_back(que.getMax());
        // 移动滑动窗口
        for (int i = k; i< nums.size(); ++i) {
            que.pop(nums[i - k]);
            que.push(nums[i]);
            result.push_back(que.getMax());
        }
        return result;
    }
};

LeetCode 347.前 K 个高频元素

题目描述：给定一个非空的整数数组 nums，返回其中出现频率前 k 高的元素。

视频讲解https://www.bilibili.com/video/BV1Xg41167Lz文章讲解https://programmercarl.com/0347.%E5%89%8DK%E4%B8%AA%E9%AB%98%E9%A2%91%E5%85%83%E7%B4%A0.html

• 思路：
  • 统计 {元素值， 出现次数}：不需要按key值排序，unordered_map即可
  • 排序，维护出现次数前k大的（用小顶堆，频率低的优先级高）
  • 需要自定义比较规则，可以参考下这篇文章：c++优先队列(priority_queue)用法详解
  • 注意：优先队列中存储的是pair，而最后结果只需要key
• 代码：

// 时间复杂度：O(nlogk)
// 空间复杂度：O(n)
class Solution {
public:
    // 小顶堆
    class mycomparison {
    public:
        bool operator()(const pair& lhs, const pair& rhs) {
            // 频率低的优先级高
            return lhs.second >rhs.second;
        }
    };
    vectortopKFrequent(vector& nums, int k) {
        // 要统计元素出现频率
        unordered_mapmap; // mapfor (int i = 0; i< nums.size(); i++) {
            map[nums[i]]++;
        }

        // 对频率排序
        // 定义一个小顶堆，大小为k
        priority_queue, vector>, mycomparison>pri_que;

        // 用固定大小为k的小顶堆，扫面所有频率的数值
        for (unordered_map::iterator it = map.begin(); it != map.end(); it++) {
            pri_que.push(*it);
            if (pri_que.size() >k) { // 如果堆的大小大于了K，则队列弹出，保证堆的大小一直为k
                pri_que.pop();
            }
        }

        // 找出前K个高频元素，因为小顶堆先弹出的是最小的，所以倒序来输出到数组
        vectorresult(k);
        for (int i = k - 1; i >= 0; i--) {
            result[i] = pri_que.top().first;
            pri_que.pop();
        }
        return result;

    }
};

总结

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