算法打卡day11

今日任务:

1)239. 滑动窗口最大值

2)347.前 K 个高频元素

239. 滑动窗口最大值

题目链接:239. 滑动窗口最大值 - 力扣(LeetCode)

给定一个数组 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。
返回滑动窗口中的最大值。

示例 1:
输入:nums = [1,3,-1,-3,5,3,6,7], k = 3
输出:[3,3,5,5,6,7]
解释:
滑动窗口的位置             最大值
----------------------------     -----
[1  3  -1] -3  5  3  6  7       3
 1 [3  -1  -3] 5  3  6  7       3
 1  3 [-1  -3  5] 3  6  7       5
 1  3  -1 [-3  5  3] 6  7       5
 1  3  -1  -3 [5  3  6] 7       6
 1  3  -1  -3  5 [3  6  7]      7
--------------------------------------------

示例 2:
输入:nums = [1], k = 1
输出:[1]

文章讲解:代码随想录 (programmercarl.com)

视频讲解:单调队列正式登场!| LeetCode:239. 滑动窗口最大值哔哩哔哩bilibili

方法一:暴力解法思路

直接采用双指针循环遍历数组,每次取出滑动窗口中最大值,提交超时,时间复杂度为O(kn)

class Solution:# 暴力解法,超时,时间复杂度O(kn)def maxSlidingWindow(self, nums: list[int], k: int) -> list[int]:left = 0right = kres = []while right <= len(nums):maxSum = max(nums[left:right])res.append(maxSum)left += 1right += 1return res

方法二:采用单调队列

1)首先,我们需要自己实现单调队列,队列中只维护最大值即可。队列是先进先出,那我们队列长度控制为k。

2)当进来一个数时,比较其与队列中最后一个数的大小

     若新增数大,则弹出队列中的的数。

        若队列中的数大,则添加新增数

        

3)当队列中满k个元素时,我们需要将最前面的元素弹出,同时新增一个数,重复2)过程

class Solution:def maxSlidingWindow2(self, nums: list[int], k: int) -> list[int]:q = MyQueue()res = []# 将前k个元素放进队列for i in nums[:k]:q.push(i)# 收集最大值res.append(q.getMax())for i in range(k,len(nums)):# 移除窗口最前面的元素q.pop(nums[i-k])# 新增元素q.push(nums[i])# 获得当前最大元素,将最大值添加到列表中res.append(q.getMax())return res# 定义一个单调队列
class MyQueue():def __init__(self):# 使用deque实现单调队列self.queue = deque()def pop(self,value):if self.queue and value == self.queue[0]:self.queue.popleft()def push(self,value):while self.queue and value > self.queue[-1]:self.queue.pop()self.queue.append(value)def getMax(self):return self.queue[0]

感想:

这题核心是要用单调队列结构。如果不熟悉这个结构就比较难。所以还是的反复做题,多熟悉数据结构

347.前 K 个高频元素

题目链接:347. 前 K 个高频元素 - 力扣(LeetCode)

给你一个整数数组 nums 和一个整数 k ,请你返回其中出现频率前 k 高的元素。你可以按 任意顺序 返回答案。

示例 1:
输入: nums = [1,1,1,2,2,3], k = 2
输出: [1,2]

示例 2:
输入: nums = [1], k = 1
输出: [1]

文章讲解:代码随想录 (programmercarl.com)

视频讲解:优先级队列正式登场!大顶堆、小顶堆该怎么用?| LeetCode:347.前 K 个高频元素哔哩哔哩bilibili

思路:

1)首先先用map求频率

2)然后采用优先队列去对频率排序,维护前k个元素,有一点要注意,应该采用小顶堆实现,每次弹出堆顶的最小数,把大数留下来

import heapqclass Solution:def topKFrequent(self, nums: list[int], k: int) -> list[int]:# 统计频率f = {}for i in nums:f[i] = f.get(i,0) + 1# 定义一个小顶堆,大小为kpriority_queue = []for key,freq in f.items():heapq.heappush(priority_queue, (freq, key))if len(priority_queue) > 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kheapq.heappop(priority_queue)# 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result = [0] * kfor i in range(k - 1, -1, -1):# 将弹出小顶堆中第二个值key存放在列表中result[i] = heapq.heappop(priority_queue)[1]return result

感想:

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