单调栈

什么是单调栈？

从名字上就听的出来，单调栈中存放的数据应该是有序的，所以单调栈也分为单调递增栈和单调递减栈

单调递增栈：栈中数据出栈的序列为单调递增序列
单调递减栈：栈中数据出栈的序列为单调递减序列

ps：这里一定要注意所说的递增递减指的是出栈的顺序，而不是在栈中数据的顺序

模拟实现一个递增单调栈：

现在有一组数10，3，7，4，12。从左到右依次入栈，则如果栈为空或入栈元素值小于栈顶元素值，则入栈；否则，如果入栈则会破坏栈的单调性，则需要把比入栈元素小的元素全部出栈。单调递减的栈反之。

10入栈时，栈为空，直接入栈，栈内元素为10。

3入栈时，栈顶元素10比3大，则入栈，栈内元素为10，3。

7入栈时，栈顶元素3比7小，则栈顶元素出栈，此时栈顶元素为10，比7大，则7入栈，栈内元素为10，7。

4入栈时，栈顶元素7比4大，则入栈，栈内元素为10，7，4。

12入栈时，栈顶元素4比12小，4出栈，此时栈顶元素为7，仍比12小，栈顶元素7继续出栈，此时栈顶元素为10，
仍比12小，10出栈，此时栈为空，12入栈，栈内元素为12。

单调栈相关算法题

例如：

题目：给定一个不含重复值的数组arr，找到每一个i位置左边和右边离i位置最近且值比arr[i]小的位置。
返回所有位置的相应信息。
输入：（n 表示数组长度）
n
输入：arr={3,4,1,5,6,2,7}
3 4 1 5 6 2 7
输出：
-1 2
0 2
-1 -1
2 5
3 5
2 -1
5 -1
思路：单调栈

//单调栈类
class DDS{
     
    public int[][] getArr(int[] nums){
     
        int len = nums.length;
        if (nums == null || len< 1) return null;
        //定义一个二维数组,用于存储目标数组中每个元素的左右相邻最近，且小于nums[i]的元素的下标
        int[][] res = new int[len][2];
        //实现单调栈(单调递减栈)
        Stack<Integer> stack = new Stack<>();
        for (int i = 0; i < len; i++) {
     
            if (stack.isEmpty() || nums[stack.peek()] <= nums[i]){
     
                //入栈
                stack.push(i);
            }
            else{
     
                while (!stack.isEmpty() && nums[stack.peek()] > nums[i]){
     //当要入栈的元素比栈顶元素对应值小
                    //栈顶元素出栈
                    int elem = stack.pop();
                    int left = stack.isEmpty()?-1:stack.peek();
                    res[elem][0] = left;//nums[stack.peek()]元素左侧相邻最近且小于它的元素的下标
                    res[elem][1] = i;//nums[stack.peek()]元素右侧相邻最近且小于它的元素的下标
                }
                //当前数据入栈
                stack.push(i);
            }
        }
        //最后栈里只剩下单调递减的元素集合，也就是说这些元素只有左侧有相邻其最近且小于它的元素，右侧的都比它大了。
        while (!stack.isEmpty()){
     
            int elem = stack.pop();
            int left = stack.isEmpty()?-1:stack.peek();
            res[elem][0] = left;
            res[elem][1] = -1;
        }
        return res;
    }
}
//测试
public class DanDiaoStack {
     
    public static void main(String[] args) throws IOException {
     
        //读入n
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        int n = scanner.nextInt();
        //创建一个长度n的数组
        int[] nums = new int[n];
        //读入一行数字
        BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        String[] elem = bufferedReader.readLine().split(" ");
        //将读入的一行字符串转化为int数组
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
     
            nums[i] = Integer.parseInt(elem[i]);
        }

        DDS dds = new DDS();
        int[][] res = dds.getArr(nums);
        for (int[] r:res){
     
            System.out.println(r[0]+" "+r[1]);
        }
    }
}