随想录Day58--单调栈: 739. 每日温度 , 496.下一个更大元素 I

今天是单调栈的第一天,单调栈主要解决的问题是下一个问题,也就是下一个更大或者下一个更高,或者是下一个更小和更低的问题。

单调栈的核心思路是空间换时间。因为在做比较的时候,对于数组类型,你需要往后去一直遍历是否有比当前值大或者小的值,这样后面就会一直被重复遍历。因此我们需要把一部分遍历过的情况用栈存起来,这样就可以利用栈来解得比较的结果,这样只需要遍历一遍数组就可以了。具体可以通过题目感受一下。

739. 每日温度

给定一个整数数组 temperatures ,表示每天的温度,返回一个数组 answer ,其中 answer[i] 是指对于第 i 天,下一个更高温度出现在几天后。如果气温在这之后都不会升高,请在该位置用 0 来代替。

示例 1:

输入: temperatures = [73,74,75,71,69,72,76,73]
输出: [1,1,4,2,1,1,0,0]

示例 2:

输入: temperatures = [30,40,50,60]
输出: [1,1,1,0]

示例 3:

输入: temperatures = [30,60,90]
输出: [1,1,0]

提示:

  • 1 <= temperatures.length <= 105
  • 30 <= temperatures[i] <= 100

题目解析:
这道题目最 “难” 的一个点是题目的理解。

给定列表 temperatures = [73, 74, 75, 71, 69, 72, 76, 73],为啥输出就是 [1, 1, 4, 2, 1, 1, 0, 0] ?

下面来一个个进行解释。

对于输入 73,它需要 经过一天 才能等到温度的升高,也就是在第二天的时候,温度升高到 74 ,所以对应的结果是 1。

对于输入 74,它需要 经过一天 才能等到温度的升高,也就是在第三天的时候,温度升高到 75 ,所以对应的结果是 1。

对于输入 75,它经过 1 天后发现温度是 71,没有超过它,继续等,一直 等了四天,在第七天才等到温度的升高,温度升高到 76 ,所以对应的结果是 4 。

对于输入 71,它经过 1 天后发现温度是 69,没有超过它,继续等,一直 等了两天,在第六天才等到温度的升高,温度升高到 72 ,所以对应的结果是 2 。

对于输入 69,它 经过一天 后发现温度是 72,已经超过它,所以对应的结果是 1 。

对于输入 72,它 经过一天 后发现温度是 76,已经超过它,所以对应的结果是 1 。

对于输入 76,后续 没有温度 可以超过它,所以对应的结果是 0 。

对于输入 73,后续 没有温度 可以超过它,所以对应的结果是 0 。

好了,理解了题意我们来思考如何求解。

第一个想法就是针对每个温度值 向后进行依次搜索 ,找到比当前温度更高的值,这是最容易想到的办法。

其原理是从左到右除了最后一个数其他所有的数都遍历一次,最后一个数据对应的结果肯定是 0,就不需要计算。

遍历的时候,每个数都去向后数,直到找到比它大的数,数的次数就是对应输出的值。

这个题目的标签是 栈 ,我们考虑一下怎么借助 栈 来解决。

不过这个栈有点特殊,它是 递减栈 :栈里只有递减元素。

具体操作如下:

遍历整个数组,如果栈不空,且当前数字大于栈顶元素,那么如果直接入栈的话就不是 递减栈 ,所以需要取出栈顶元素,由于当前数字大于栈顶元素的数字,而且一定是第一个大于栈顶元素的数,直接求出下标差就是二者的距离。

继续看新的栈顶元素,直到当前数字小于等于栈顶元素停止,然后将数字入栈,这样就可以一直保持递减栈,且每个数字和第一个大于它的数的距离也可以算出来。

如果还是没有理解,可以到原链接看程序员吴师兄的5分钟讲算法的动画演示,基本上就可以把单调栈的思路吃下了。

class Solution {
    public int[] dailyTemperatures(int[] temperatures) {
        int[] res = new int[temperatures.length];
        Deque deque = new LinkedList<>();
        deque.push(0);
        for(int i = 1; i < temperatures.length; i++){
            while(!deque.isEmpty() && temperatures[i] > temperatures[deque.peek()]){
                int t = deque.pop();
                res[t] = i - t;
            }
            deque.push(i);
        }
        return res;
    }
}

496. 下一个更大元素 I

nums1 中数字 x 的 下一个更大元素 是指 x 在 nums2 中对应位置 右侧 的 第一个 比 x 大的元素。

给你两个 没有重复元素 的数组 nums1 和 nums2 ,下标从 0 开始计数,其中nums1 是 nums2 的子集。

对于每个 0 <= i < nums1.length ,找出满足 nums1[i] == nums2[j] 的下标 j ,并且在 nums2 确定 nums2[j] 的 下一个更大元素 。如果不存在下一个更大元素,那么本次查询的答案是 -1 。

返回一个长度为 nums1.length 的数组 ans 作为答案,满足 ans[i] 是如上所述的 下一个更大元素 。

示例 1:

输入:nums1 = [4,1,2], nums2 = [1,3,4,2].
输出:[-1,3,-1]
解释:nums1 中每个值的下一个更大元素如下所述:
- 4 ,用加粗斜体标识,nums2 = [1,3,4,2]。不存在下一个更大元素,所以答案是 -1 。
- 1 ,用加粗斜体标识,nums2 = [1,3,4,2]。下一个更大元素是 3 。
- 2 ,用加粗斜体标识,nums2 = [1,3,4,2]。不存在下一个更大元素,所以答案是 -1 。

示例 2:

输入:nums1 = [2,4], nums2 = [1,2,3,4].
输出:[3,-1]
解释:nums1 中每个值的下一个更大元素如下所述:
- 2 ,用加粗斜体标识,nums2 = [1,2,3,4]。下一个更大元素是 3 。
- 4 ,用加粗斜体标识,nums2 = [1,2,3,4]。不存在下一个更大元素,所以答案是 -1 。

提示:

  • 1 <= nums1.length <= nums2.length <= 1000
  • 0 <= nums1[i], nums2[i] <= 104
  • nums1nums2中所有整数 互不相同
  • nums1 中的所有整数同样出现在 nums2 中

进阶:你可以设计一个时间复杂度为 O(nums1.length + nums2.length) 的解决方案吗?

这道题的思路和上面一样,不过结果先用一个map表存下来,map中key是值,key对应的value是下一个更大元素的值。遍历num2,把所有结果记录下来,然后再遍历num1,到map中找结果就可以了。如果map中找得到,说明有下一个更大的元素,返回这个元素的值作为结果,如果找不到,那就是返回-1。

class Solution {
    public int[] nextGreaterElement(int[] nums1, int[] nums2) {
        HashMap hashMap = new HashMap<>();
        Deque deque = new LinkedList<>();
        deque.push(0);
        for(int i = 1; i < nums2.length; i++){
            while(!deque.isEmpty() && nums2[i] > nums2[deque.peek()]){
                int t = deque.pop();
                hashMap.put(nums2[t], nums2[i]);
            }
            deque.push(i);
        }
        int[] res = new int[nums1.length];
        for(int i = 0; i < nums1.length; i++){
            if(hashMap.containsKey(nums1[i])){
                res[i] = hashMap.get(nums1[i]);
            }else{
                res[i] = -1;
            }
        }
        return res;
    }
}

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