数据包优先级窗口查找

2026 华为OD机试真题 5月13日华为OD上机新系统考试真题 100 分题型

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题目描述

给定 n 个数据包,每个数据包包含 id 和 priority。维护一个大小为 k 的滑动窗口,对于每个窗口,找出窗口内每个数据包右边第一个 priority 更高的数据包 id。

输入描述

  • n: 数据包数量 (1≤n≤106)
  • k: 窗口大小 (1≤k≤100)
  • packets: 数据包内容,长度为 n 的数组,每个元素格式为 id:priority

数据包格式:

  • 格式: \ :\
  • id: 唯一标识符 (1≤id≤109)
  • priority: 优先级 (1≤priority≤109),数值越大优先级越高

处理规则:

  • 窗口滑动: 从左到右滑动,每次窗口包含 k 个连续数据包

  • 每个窗口的处理:

    • 向右查找第一个 priority 更高的数据包
    • 找到 → 记录该数据包的 id
    • 未找到 → 不记录
  • 跳过条件: 数据包不足以构成完整窗口 (窗口大小 k> 数据包总数 n) → 跳过该窗口 窗口内未找到任何 priority 更高的数据包 → 跳过该窗口

输出描述

输出所有未跳过窗口的结果序列,每个序列包含该窗口内找到的所有"下一个更高优先级数据包 id"

示例1

输入

5,3,[[1,5],[2,3],[3,7],[4,6],[5,4]]

输出

[[3,3],[3]]

说明

窗口 [0,2]: 数据包为 [1:5,2:3,3:7]

1:5 后面第一个优先级更高的是 3:7,输出 3

2:3 后面第一个优先级更高的是 3:7,输出 3

3:7 后面没有优先级更高的,不输出

该窗口输出: 3 3

窗口 [1,3]: 数据包为 [2:3,3:7,4:6]

2:3 后面第一个优先级更高的是 3:7,输出 3

3:7 后面没有优先级更高的,不输出

4:6 后面没有优先级更高的,不输出

该窗口输出: 3

窗口 [2,4]: 数据包为 [3:7,4:6,5:4]

3:7 后面没有优先级更高的,不输出

4:6 后面没有优先级更高的,不输出

5:4 后面没有优先级更高的,不输出

该窗口无输出

示例2

输入

4,3,[[1,1],[2,2],[3,3],[4,4]]

输出

[[2,3],[3,4]]

说明

窗口 [0,2]: 数据包为 [1:1,2:2,3:3]

1:1 后面第一个优先级更高的是 2:2,输出 2

2:2 后面第一个优先级更高的是 3:3,输出 3

3:3 后面没有优先级更高的,不输出

输出: 2 3

窗口 [1,3]: 数据包为 [2:2,3:3,4:4]

2:2 后面第一个优先级更高的是 3:3,输出 3

3:3 后面第一个优先级更高的是 4:4,输出 4

4:4 后面没有优先级更高的,不输出

输出: 3 4

示例3

输入

4,3,[[4,4],[3,3],[2,2],[1,1]]

输出

[]

说明

窗口 [0,2]: 数据包为 [4:4,3:3,2:2]

4:4 后面没有优先级更高的,不输出

3:3 后面没有优先级更高的,不输出

2:2 后面没有优先级更高的,不输出

该窗口不输出

窗口 [1,3]: 数据包为 [3:3,2:2,1:1]

3:3 后面没有优先级更高的,不输出

2:2 后面没有优先级更高的,不输出

1:1 后面没有优先级更高的,不输出

该窗口不输出

所有窗口均无输出,最终结果输出 []

示例4

输入

3,4,[[1,5],[2,3],[3,7]]

输出

[]

说明

窗口大小 4> 数据包数量 3,窗口无输出,最终结果输出 []

解题思路

核心思想

本题要求在一个大小为 $k$ 的滑动窗口中,找出每个数据包右边(且在窗口内)的第一个优先级(priority)更高的数据包的 id

  1. 预处理“下一个更高优先级”

    • 这是一个典型的 单调栈 (Monotonic Stack) 应用场景。
    • 我们可以利用单调递减栈,在 $O(n)$ 的时间内预处理出一个数组 next_greater,其中 next_greater[i] 存储的是数据包 $i$ 右侧第一个优先级更高的数据包的索引。如果右侧没有更高优先级的,则记为 -1
    • 单调栈逻辑:遍历数据包时,如果当前数据包的优先级大于栈顶元素所对应数据包的优先级,说明当前数据包就是栈顶元素右侧第一个更大的元素。将栈顶弹出并记录,直到栈为空或栈顶优先级大于等于当前优先级,然后将当前元素的索引入栈。
  2. 滑动窗口扫描

    • 窗口大小为 $k$。如果 $k > n$ 或 $k \le 0$,说明无法形成完整的窗口,直接返回空结果。
    • 共有 $n - k + 1$ 个窗口。对于每一个起点 start,窗口的范围是 [start, end](其中 end = start + k - 1)。
    • 遍历当前窗口内的每一个位置 i,检查它预处理好的 next_greater[i]
    • 有效性判断:如果 next_greater[i] 存在(即不为 -1),且这个“下一个更大”的位置 仍然在当前窗口范围内(即 next_greater[i] <= end),那么我们就找到了符合条件的数据包,将其 id 加入当前窗口的结果列表。
    • 如果一个窗口内找到了至少一个符合条件的 id,则将该窗口的结果集保存。否则,跳过该窗口。

复杂度分析

  • 时间复杂度
    • 单调栈预处理 next_greater:每个元素最多入栈一次,出栈一次,时间复杂度为 $O(n)$。
    • 滑动窗口遍历:共有 $n - k + 1$ 个窗口,每个窗口遍历 $k$ 个元素,总耗时约为 $O((n - k) \times k) \approx O(n \cdot k)$。
    • 总体时间复杂度为 $O(n \cdot k)$。鉴于 $k \le 100$,$n \le 10^6$,最大操作次数约为 $10^8$,在常规机试时间限制内可以高效通过。
  • 空间复杂度
    • 需要存储 idspriorities 数组,大小为 $O(n)$。
    • 需要单调栈 stack 和结果数组 next_greater,大小为 $O(n)$。
    • 总体空间复杂度为 $O(n)$。
THE END