【单调栈】496. 下一个更大元素 I & 739. 每日温度

496. 下一个更大元素 I

题目

496. 下一个更大元素 I

给你两个 没有重复元素 的数组 nums1 和 nums2 ,其中nums1 是 nums2 的子集。

请你找出 nums1 中每个元素在 nums2 中的下一个比其大的值。

nums1 中数字 x 的下一个更大元素是指 x 在 nums2 中对应位置的右边的第一个比 x 大的元素。如果不存在,对应位置输出 -1 。

示例 1:

输入: nums1 = [4,1,2], nums2 = [1,3,4,2].
输出: [-1,3,-1]
解释:
对于 num1 中的数字 4 ,你无法在第二个数组中找到下一个更大的数字,因此输出 -1 。
对于 num1 中的数字 1 ,第二个数组中数字1右边的下一个较大数字是 3 。
对于 num1 中的数字 2 ,第二个数组中没有下一个更大的数字,因此输出 -1 。

示例 2:

输入: nums1 = [2,4], nums2 = [1,2,3,4].
输出: [3,-1]
解释:
对于 num1 中的数字 2 ,第二个数组中的下一个较大数字是 3 。
对于 num1 中的数字 4 ,第二个数组中没有下一个更大的数字,因此输出 -1

解法

单调栈

我们可以忽略数组 nums1,先对将 nums2 中的每一个元素,求出其下一个更大的元素。随后对于将这些答案放入哈希映射(HashMap)中,再遍历数组 nums1,并直接找出答案。对于 nums2,我们可以使用单调栈来解决这个问题。

我们首先把第一个元素 nums2[1] 放入栈,随后对于第二个元素 nums2[2]。

  • 如果 nums2[2] > nums2[1],那么我们就找到了 nums2[1] 的下一个更大元素 nums2[2],此时就可以把 nums2[1] 出栈并把 nums2[2] 入-栈;
  • 如果 nums2[2] <= nums2[1],我们就仅把 nums2[2] 入栈。

对于第三个元素 nums2[3],此时栈中有若干个元素,那么所有比 nums2[3] 小的元素都找到了下一个更大元素(即 nums2[3]),因此可以出栈,在这之后,我们将 nums2[3] 入栈,以此类推。

可以发现,我们维护了一个单调栈,**栈中的元素从栈顶到栈底是单调不降的。**当我们遇到一个新的元素 nums2[i] 时,我们判断栈顶元素是否小于 nums2[i],如果是,那么栈顶元素的下一个更大元素即为 nums2[i],我们将栈顶元素出栈。重复这一操作,直到栈为空或者栈顶元素大于 nums2[i]。此时我们将 nums2[i] 入栈,保持栈的单调性,并对接下来的 nums2[i + 1], nums2[i + 2] … 执行同样的操作。

public int[] nextGreaterElement(int[] nums1, int[] nums2) {
        // 单调递增栈
        Deque<Integer> stack = new LinkedList<>();
        HashMap<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
        int[] res = new int[nums1.length];
        for (int i = 0; i < nums2.length; i++) {
            // 如果栈顶元素找到了比它更大的数,则将栈顶出栈。并记录到map中
            while (!stack.isEmpty() && stack.peek() < nums2[i]) {
                map.put(stack.pop(), nums2[i]);
            }
            // 每个元素都要放在栈中
            stack.push(nums2[i]);
        }
        // 最后栈中剩下的元素找不到更大的下一个数
        while (!stack.isEmpty()) {
            map.put(stack.pop(), -1);
        }
        for (int i = 0; i < nums1.length; i++) {
            res[i] = map.get(nums1[i]);
        }
        return res;
    }

739. 每日温度

题目

739. 每日温度
请根据每日 气温 列表,重新生成一个列表。对应位置的输出为:要想观测到更高的气温,至少需要等待的天数。如果气温在这之后都不会升高,请在该位置用 0 来代替。

例如,给定一个列表 temperatures = [73, 74, 75, 71, 69, 72, 76, 73],你的输出应该是 [1, 1, 4, 2, 1, 1, 0, 0]。

提示:气温 列表长度的范围是 [1, 30000]。每个气温的值的均为华氏度,都是在 [30, 100] 范围内的整数。

解法

上面那个496求的是下一个更大的数,本题求的是下一个更大的数的坐标与本地相差多少。

单调栈

遍历每日温度,维护一个单调栈。

  • 若栈为空或者当日温度小于等于栈顶温度则直接入栈
  • 反之,若当日温度大于栈顶温度,说明栈顶元素的升温日已经找到了,则将栈顶元素出栈。计算其与当日相差的天数即可。
    注意题目要求的是升温的天数,而不是升温后的温度。因此栈中应该存储下标,而非温度。
 public int[] dailyTemperatures(int[] T) {
        Deque<Integer> stack = new ArrayDeque<>();
        int[] res = new int[T.length];
        for (int i = 0; i < T.length; i++) {
            int temperature = T[i];
            // 如果栈不为空并且栈顶元素小于当前温度,即说明栈顶元素找到了下一个更大的元素,则将栈顶元素出栈,计算温度差值
            while (!stack.isEmpty() && T[stack.peek()] < temperature) {
                int prevIndex = stack.pop();
                res[prevIndex] = i - prevIndex;
            }
            // 栈中保存的是当前的下标
            stack.push(i);
        }
        return res;
    }

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