单调栈之496. 下一个更大元素 I、503. 下一个更大元素 II

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
nums1和nums2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？

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/next-greater-element-i
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解题思路及方法

暴力法就不多说了，说一下进阶，即单调栈方法。单调栈实际上就是栈，只是利用了一些巧妙的逻辑，使得每次新元素入栈后，栈内的元素都保持有序（单调递增或单调递减）。
具体解法模板看这里

class Solution {
    public int[] nextGreaterElement(int[] nums1, int[] nums2) {
        // 单调栈对nums2求下一个更大元素
        Map more = new HashMap<>();
        Stack stack = new Stack<>();
        for (int i = nums2.length - 1; i >= 0; i--) {
            while (!stack.isEmpty() && stack.peek() <= nums2[i]) stack.pop();
            // 获取下一个更大元素
            int value = stack.isEmpty() ? -1 : stack.peek();
            more.put(nums2[i], value);
            stack.push(nums2[i]);
        }

        // 查找nums1每个数下一个更大元素
        for (int i = 0; i < nums1.length; i++) {
            nums1[i] = more.get(nums1[i]);
        }

        return nums1;
    }
}

结果如下：

503. 下一个更大元素 II

给定一个循环数组 nums （ nums[nums.length - 1] 的下一个元素是 nums[0] ），返回 nums 中每个元素的 下一个更大元素 。

数字 x 的 下一个更大的元素 是按数组遍历顺序，这个数字之后的第一个比它更大的数，这意味着你应该循环地搜索它的下一个更大的数。如果不存在，则输出 -1 。

示例 1:
输入: nums = [1,2,1]
输出: [2,-1,2]
解释: 第一个 1 的下一个更大的数是 2；
数字 2 找不到下一个更大的数；
第二个 1 的下一个最大的数需要循环搜索，结果也是 2。

示例 2:
输入: nums = [1,2,3,4,3]
输出: [2,3,4,-1,4]

提示:
1 <= nums.length <= 104
-109 <= nums[i] <= 109

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/next-greater-element-ii
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解题思路及方法

解法同上，只是循环数组一般解法用加倍数组和取模计算。

class Solution {
    public int[] nextGreaterElements(int[] nums) {
        int n = nums.length;
        int[] res = new int[n];
        Stack stack = new Stack<>();

        for (int i = 2 * n - 1; i >= 0; i--) {
            while (!stack.isEmpty() && stack.peek() <= nums[i % n]) stack.pop();
            res[i % n] = stack.isEmpty() ? -1 : stack.peek();
            stack.push(nums[i % n]);
        }
        
        return res;
    }
}

结果如下：