【LeetCode:503. 下一个更大元素 II+ 单调栈】

循环数组中的下一个更大元素:使用单调栈解题

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🚀 算法题 🚀

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🚀 算法题 🚀

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🚩 题目链接

⛲ 题目描述

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

🌟 求解思路&实现代码&运行结果


⚡ 单调栈

🥦 求解思路
  1. 题目需要我们,nums 中向右去找到下一个更大元素。还是通过单调栈的思路。
  2. 但是该题目是环形的, 所以要找每一个元素的下一个更大的值,我们需要对原数组遍历两次,对遍历下标进行取余转换。
  3. 有了基本的思路,接下来我们就来通过代码来实现一下。
🥦 实现代码
class Solution {
    public int[] nextGreaterElements(int[] nums) {
        Deque<Integer> stack = new LinkedList<>();
        int n = nums.length;
        int[] ans = new int[n];
        Arrays.fill(ans, -1);
        for (int i = 0; i < n * 2; i++) {
            while (!stack.isEmpty() && nums[stack.peek()] < nums[i % n]) {
                int j = stack.pop();
                ans[j] = nums[i % n];
            }
            stack.push(i % n);
        }
        return ans;
    }
}
🥦 运行结果

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💬 共勉

最后,我想和大家分享一句一直激励我的座右铭,希望可以与大家共勉!

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要使用单调栈算法在 C++ 中找到数组中每个元素右侧第一个比它大的元素,可以通过以下方式实现。该算法利用栈来维护一个递减序列,确保栈顶元素始终小于当前遍历到的元素,从而快速找到右侧第一个更大元素。 ### 实现思路 1. 初始化一个栈 `s` 用于存储数组元素的索引。 2. 初始化一个结果数组 `res`,大小与输入数组相同,初始值为 `-1`(表示某些元素可能没有右侧更大元素)。 3. 遍历数组中的每个元素: - 如果栈不为空且当前元素大于栈顶索引对应的元素,则将栈顶索引弹出,并将当前元素赋值给结果数组中对应的位置。 - 否则,将当前索引压入栈中。 4. 遍历结束后,栈中剩余的索引对应的元素没有找到右侧更大元素,结果数组中对应位置保持为 `-1`。 ### C++ 代码实现 ```cpp #include <iostream> #include <vector> #include <stack> using namespace std; vector<int> findNextGreaterElements(vector<int>& nums) { int n = nums.size(); vector<int> res(n, -1); // 初始化结果数组为-1 stack<int> s; // 栈用于存储元素的索引 for (int i = 0; i < n; ++i) { // 当栈不为空且当前元素大于栈顶索引对应的元素时 while (!s.empty() && nums[i] > nums[s.top()]) { int index = s.top(); s.pop(); res[index] = nums[i]; // 更新结果数组 } s.push(i); // 将当前索引压入栈中 } return res; } int main() { vector<int> nums = {1, 3, 4, 2}; vector<int> result = findNextGreaterElements(nums); cout << "每个元素右侧第一个更大元素为:" << endl; for (int val : result) { cout << val << " "; } cout << endl; return 0; } ``` ### 示例输出 对于输入数组 `{1, 3, 4, 2}`,程序将输出: ``` 每个元素右侧第一个更大元素为: 3 4 -1 -1 ``` ### 复杂度分析 - **时间复杂度**:O(n),其中 n 是数组的长度。每个元素最多入栈和出栈一次,因此时间复杂度为线性。 - **空间复杂度**:O(n),用于存储栈和结果数组的空间。 ### 应用场景 该算法适用于需要快速找到数组中每个元素右侧第一个更大元素的问题,例如在解决 **LeetCode 496.一个更大元素 I** 和 **LeetCode 503.一个更大元素 II** 等问题时,可以使用此方法提高效率[^3]。 ---
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