单调队列(例题:滑动窗口)

xiaoxiao2021-02-28  38

单调队列:

       什么是单调队列呢?   单调队列,即单调递减或单调递增的队列,也就是说该队列的最大值或最小值位于队首

当我们插入一个元素时(红色)(以最大值为例)

队列中的元素不是变成下面这种情况

而是变成这样(从队尾开始不断弹出比要插入元素小的数,知道队尾元素大于要插入的元素,把要插入的元素插入队尾)

同时在单调队列的应用过程中,通常会给单调队列会处于一个滑动的区间上,这时我们要不断更新队首来保证单调队列中的元素都位于这个区间中

下面给出一个例题滑动窗口:

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

这个题目可以算是单调队列的经典题目:

#include<iostream> #include<cstdio> #include<cstdlib> #include<cstring> const int MAXN=10000000; int Min[MAXN],Max[MAXN],a[MAXN],que[MAXN],head,tail,tot,n,k; using namespace std; void Find_max()//最大值 { memset(que,0,sizeof(que)); tot=0; int head=tail=1; que[head]=0; for(int i=1;i<=k;i++)//进行初始化当窗口左端为1时 { while(head<=tail&&a[i]>a[que[tail]]) tail--; que[++tail]=i; } Max[++tot]=a[que[head]]; for(int i=k;i<=n;i++)//开始滑动 { while(head<=tail&&a[i]>a[que[tail]]) tail--;//若要更新的值大于队尾的值,不断弹出队尾的值 que[++tail]=i;//把要更新的值放入队列 while(head<=tail&&que[head]<i-k+1) head++;//维护队列的值位于窗口内,若不位于窗口内 则出队 Max[++tot]=a[que[head]];//更新这一次滑动窗口移动时窗口内的最大值 } return ; } void Find_min()//最小值 { memset(que,0,sizeof(que)); head=tail=1; tot=0; que[head]=0; for(int i=1;i<=k;i++) { while(head<=tail&&a[i]<a[que[tail]]) tail--; que[++tail]=i; } Min[++tot]=a[que[head]]; for(int i=k;i<=n;i++) { while(head<=tail&&a[i]<a[que[tail]]) tail--; que[++tail]=i; while(head<=tail&&que[head]<i-k+1) head++; Min[++tot]=a[que[head]]; } return ; } int main() { scanf("%d%d",&n,&k); for(int i=1;i<=n;i++) scanf("%d",&a[i]); Find_min(); Find_max(); for(int i=2;i<=tot;i++) printf("%d ",Min[i]); printf("\n"); for(int i=2;i<=tot;i++) printf("%d ",Max[i]); return 0; }
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