题目描述
现在有一堆数字共N个数字(N<=10^6),以及一个大小为k的窗口。现在这个从左边开始向右滑动,每次滑动一个单位,求出每次滑动后窗口中的最大值和最小值。
例如:
The array is [1 3 -1 -3 5 3 6 7], and k = 3.
输入输出格式
输入格式:
输入一共有两行,第一行为n,k。
第二行为n个数(<INT_MAX).
输出格式:
输出共两行,第一行为每次窗口滑动的最小值
第二行为每次窗口滑动的最大值
输入输出样例
输入样例#1:
8 3 1 3 -1 -3 5 3 6 7
输出样例#1:
-1 -3 -3 -3 3 3 3 3 5 5 6 7
说明
50%的数据,n<=10^5
100%的数据,n<=10^6
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这道题是一个练习单调队列的不错的例题,思路如下:
以最小值为例:观察数据,稍加思考可知,如果一个值比它前面的值要小,那么它前面的值就永远不可能成为最小值,基于这样的思想,我们可以维护一个队列,使之严格升序,这样我们就可以通过每次取队列头,来输出最小值。这样的一个队列成为单调队列。注意单调队列与优先队列是有区别的,单调队列在入队时,为了维护其单调性,通常会出队一些元素(这些元素通常是对答案没有贡献的,因此可放心出队);而优先队列则是不出队维护其单调性。
那么对于这道题我们该怎么做呢?
首先根据我们前面的推论,该题可以通过维护一个长度为k的单调队列来求解,可在维护的过程中会发现不那么轻松,这主要是题目背景所致。下面结合代码来说:
#include<iostream>
#include<cstdio>
using namespace std;
const int N = 1e6+10;
int n, k, a[N];
int cnt, temp[N];
int q1[N], q2[N];
//以最小值为例
//这里是手打的队列,推荐
//注意队中存的是元素的下标,不是元素
void mins() {
int i, h = 1, t = 0;//h队头,t队尾
for (i = 1; i <= n; i++) {
while (t>=h && i-q1[h]+1>k) h++;//由于维护的过程中导致的元素位置的变化,会很难判断这个时候这个队头是否该出队了,即方框向前移动,所以我们可以根据下标来判断。即如果刚刚进入的元素与现在的队头距离超过了队列长度,那么这时候队头就要移动了。
while (a[i]<a[q1[t]] && t>=h) t--;//维护队列的过程,如果一个元素比它前面的元素小,那么在它前面的位于队列中的元素就需要全部挤出,就是模拟单调队列的性质。
q1[++t] = i;
if (i >= k) printf("%d ", a[q1[h]]);//由于方框是有长度的,所以一开始是k个元素,又因为我们这里模拟的是插入一个元素到队列,然后维护,所以需等到第k个插入完成后再开始输出。
}
printf("\n");
return ;
}
void maxs() {
int i, h = 1, t = 0;
for (i = 1; i <= n; i++) {
while (t>=h && i-q2[h]+1>k) h++;
while (a[i]>a[q2[t]] && t>=h) t--;
q2[++t] = i;
if (i >= k) printf("%d ", a[q2[h]]);
}
return ;
}
int main() {
scanf("%d%d", &n, &k);
int i;
for (i = 1; i <= n; i++)
scanf("%d", &a[i]);
mins();
maxs();//类比最小值即可
return 0;
}
除此之外,还有单调栈,其维护与单调队列相同,只不过有着栈的性质。
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PS:
对于这种问题,有很多变种,要注意把陌生的问题转化为自己熟悉的问题。