滑动窗口的最大值python
时间: 2023-09-14 22:05:24 浏览: 156
Python《剑指offer》算法实现-滑动窗口的最大值
### 回答1:
滑动窗口的最大值指的是一个固定长度的数字序列中的最大值。它通常用于数据流处理,并且可以使用一个队列来维护滑动窗口内的数字。
以下是一个用 Python 实现滑动窗口的最大值的示例代码:
```
from collections import deque
def max_in_sliding_window(nums, k):
if not nums:
return []
q = deque()
res = []
for i in range(len(nums)):
while q and nums[q[-1]] <= nums[i]:
q.pop()
q.append(i)
if q[0] == i - k:
q.popleft()
if i >= k - 1:
res.append(nums[q[0]])
return res
```
其中 `nums` 是输入数字序列,`k` 是滑动窗口的长度。该代码返回每个滑动窗口的最大值组成的列表。
### 回答2:
滑动窗口的最大值是一种常用的算法思想,可以用于解决一些与连续子数组相关的问题。在Python中,我们可以使用双端队列实现滑动窗口的最大值查找。
具体实现过程如下:
1. 首先,我们需要创建一个双端队列(deque)来存储滑动窗口中的元素索引。我们将队列中的索引按照元素大小降序排列,以便可以快速找到最大值。
2. 然后,我们需要遍历整个数组,并在每次迭代中执行以下步骤:
a. 检查双端队列的头部元素(即索引)是否已经超出当前窗口的范围。如果超出了范围,我们需要将其从队列中弹出。
b. 将当前元素添加到队列中。在添加之前,我们需要将队列中所有小于当前元素的索引都弹出,以保持队列中的索引按照元素大小降序排列。
c. 检查当前索引与窗口的起始位置的差值是否大于等于窗口的大小K。如果是,说明当前窗口已经满了,我们可以将队列的头部元素作为当前窗口的最大值。
3. 最后,我们可以将所有窗口的最大值存储在一个数组中,并返回该数组作为最终结果。
以下是一个示例代码:
```
from collections import deque
def maxSlidingWindow(nums, k):
result = []
queue = deque()
for i in range(len(nums)):
# 检查队列的头部元素是否超出窗口范围
if queue and queue[0] <= i - k:
queue.popleft()
# 弹出所有小于当前元素的索引
while queue and nums[queue[-1]] < nums[i]:
queue.pop()
# 将当前元素添加到队列中
queue.append(i)
# 检查窗口是否已经满了
if i >= k - 1:
result.append(nums[queue[0]])
return result
# 测试
nums = [1,3,-1,-3,5,3,6,7]
k = 3
print(maxSlidingWindow(nums, k))
```
以上代码的输出为:[3, 3, 5, 5, 6, 7]。
这样,我们就成功实现了滑动窗口的最大值查找的功能。
### 回答3:
滑动窗口的最大值是指在一个给定数组中,长度为k的窗口从左至右滑动,每次滑动窗口都需要找到窗口中的最大值。下面是一个用Python实现滑动窗口最大值的示例代码:
```
def find_max_in_window(arr, k):
if not arr or k <= 0 or k > len(arr):
return []
max_nums = []
deque = []
for i in range(len(arr)):
# 检查队首元素是否还在窗口范围,如果不在则删除
if deque and deque[0] <= i - k:
deque.pop(0)
# 如果当前遍历元素大于队尾元素,删除队尾元素直到当前元素小于队尾元素或队列为空
while deque and arr[i] >= arr[deque[-1]]:
deque.pop()
deque.append(i)
# 当前窗口已形成
if i >= k - 1:
max_nums.append(arr[deque[0]])
return max_nums
```
在这个代码中,我们使用一个双端队列(deque)来保存当前窗口中的元素索引。其中deque的特点是队首元素是当前窗口中的最大值,队列中较小的元素按照递减顺序排列。在遍历数组时,我们首先检查队首元素是否还在窗口范围内,如果不在窗口范围内,删除队首元素。然后,我们将当前元素与队列中的元素进行比较,如果当前元素比队尾元素大,删除队尾元素,直到当前元素小于队尾元素或队列为空。最后,将当前元素的索引加入队列中。
当遍历到第k个元素时,当前窗口已经形成,此时队首元素就是当前窗口中的最大值,将其添加到结果集中。接着,继续遍历数组,每次遍历窗口滑动一次,重复上述步骤找到最大值,直到遍历完整个数组。
调用该函数,可以输出滑动窗口的最大值。如下所示:
```
arr = [1, 3, -1, -3, 5, 3, 6, 7]
k = 3
max_nums = find_max_in_window(arr, k)
print(max_nums)
```
输出结果为:[3, 3, 5, 5, 6, 7],表示滑动窗口的最大值为3, 3, 5, 5, 6, 7。
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