半径为 k 的子数组平均值

给你一个下标从 0 开始的数组 nums ，数组中有 n 个整数，另给你一个整数 k 。

半径为 k 的子数组平均值 是指：nums 中一个以下标 i 为 中心 且 半径 为 k 的子数组中所有元素的平均值，即下标在 i - k 和 i + k 范围（含 i - k 和 i + k）内所有元素的平均值。如果在下标 i 前或后不足 k 个元素，那么 半径为 k 的子数组平均值 是 -1 。

构建并返回一个长度为 n 的数组 avgs ，其中 avgs[i] 是以下标 i 为中心的子数组的 半径为 k 的子数组平均值 。

x 个元素的 平均值 是 x 个元素相加之和除以 x ，此时使用截断式 整数除法 ，即需要去掉结果的小数部分。

• 例如，四个元素 2、3、1 和 5 的平均值是 (2 + 3 + 1 + 5) / 4 = 11 / 4 = 2.75，截断后得到 2 。

 

示例 1：

输入：nums = [7,4,3,9,1,8,5,2,6], k = 3
输出：[-1,-1,-1,5,4,4,-1,-1,-1]
解释：
- avg[0]、avg[1] 和 avg[2] 是 -1 ，因为在这几个下标前的元素数量都不足 k 个。
- 中心为下标 3 且半径为 3 的子数组的元素总和是：7 + 4 + 3 + 9 + 1 + 8 + 5 = 37 。
  使用截断式 整数除法，avg[3] = 37 / 7 = 5 。
- 中心为下标 4 的子数组，avg[4] = (4 + 3 + 9 + 1 + 8 + 5 + 2) / 7 = 4 。
- 中心为下标 5 的子数组，avg[5] = (3 + 9 + 1 + 8 + 5 + 2 + 6) / 7 = 4 。
- avg[6]、avg[7] 和 avg[8] 是 -1 ，因为在这几个下标后的元素数量都不足 k 个。

示例 2：

输入：nums = [100000], k = 0
输出：[100000]
解释：
- 中心为下标 0 且半径 0 的子数组的元素总和是：100000 。
  avg[0] = 100000 / 1 = 100000 。

示例 3：

输入：nums = [8], k = 100000
输出：[-1]
解释：
- avg[0] 是 -1 ，因为在下标 0 前后的元素数量均不足 k 。

 

提示：

• n == nums.length
• 1 <= n <= 105
• 0 <= nums[i], k <= 105

/*
 * 思路：
 * 1. 创建一个结果数组，并初始化为-1。
 * 2. 使用 Java Stream 创建一个滑动窗口，计算每个有效窗口的平均值。
 * 3. 将计算结果存入结果数组。
 */
import java.util.stream.IntStream;
public class Solution {
    public int[] getAverages(int[] nums, int k) {
        int n = nums.length;
        int[] avgs = new int[n];
        Arrays.fill(avgs, -1); // 初始化结果数组
        if (k == 0) {
            return nums; // 如果 k 为 0，直接返回原数组
        }
        IntStream.range(0, n)
            .filter(i -> i >= k && i < n - k)
            .forEach(i -> {
                long sum = IntStream.range(i - k, i + k + 1).map(j -> nums[j]).sum();
                avgs[i] = (int) (sum / (2 * k + 1));
            });
        return avgs;
    }
}

本题解采用了滑动窗口的算法策略。首先，检查特殊情况，如果 k 为 0，直接返回原数组 nums，因为不需要任何窗口操作。接下来，计算窗口长度 l 为 2*k + 1，这是因为窗口需要覆盖从 i-k 到 i+k 的元素。初始化一个长度为 n 的数组 f，全部填充为 -1，用来存储最终的结果。通过在 nums 的开始计算初始窗口的总和 num。如果 n 大于等于 l，说明存在至少一个合法的窗口，将首个窗口的平均值存入 f[k]。然后，利用滑动窗口技术，依次更新窗口中的元素总和，计算并更新每个合法窗口的平均值。这个过程一直进行，直到无法再形成一个完整的窗口，即窗口的右边界超出了数组的长度。最后，返回填充好的数组 f。

O(n)

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