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滑动窗口最小算法

(Sliding Window Minimum Algorithm)是一种用于解决滑动窗口问题的算法。滑动窗口问题是指在一个固定大小的窗口内,从一个序列中找到满足特定条件的子序列。滑动窗口最小算法可以高效地找到滑动窗口内的最小值。

该算法的基本思想是使用双端队列(deque)来存储窗口内的元素,并保持队列中的元素按照从小到大的顺序排列。在遍历序列的过程中,我们始终保持队列的头部元素为当前窗口的最小值。

具体实现步骤如下:

  1. 初始化一个双端队列,用于存储窗口内的元素索引。
  2. 遍历整个序列,对于每个元素,执行以下操作:
    • 如果队列不为空且队列的头部元素已经超出了当前窗口的范围,将其从队列中移除。
    • 如果队列不为空且当前元素小于队列尾部元素所对应的序列元素值,将队列尾部元素移除,直到队列为空或者当前元素大于等于队列尾部元素所对应的序列元素值。
    • 将当前元素的索引加入队列的尾部。
    • 如果当前元素的索引大于等于窗口的大小减一,表示窗口已经形成,将队列头部元素所对应的序列元素值作为当前窗口的最小值。
  3. 返回所有窗口的最小值。

滑动窗口最小算法在很多场景中都有应用,例如滑动窗口最大值、连续子数组的最大和等问题。它可以用于解决数据流中的实时问题,如实时监控系统中的滑动时间窗口统计、实时数据流中的滑动窗口聚合等。

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