单调栈实现(java)

该篇博客详细介绍了如何利用单调栈解决数组中每个数找到其左右两侧最近的小数的算法。通过遍历数组并维护一个单调栈,可以有效地找出每个元素对应的最近小数。博客内容包括算法思路、代码实现及关键步骤解释。
// 复习单调栈结构
// 求 数组中的每一个数 左右两边的 离它最近 比它小的
public static int[][] getNearLessNoRepeat(int[] arr){
    if(arr==null||arr.length<1){
        return null;
    }
    // 开辟二维数组,用来保存结果
    int[][] ret=new int[arr.length][2];
    // 栈结构
    Stack<Integer> stack=new Stack<>();
    // 遍历 整个数组
    for (int i = 0; i <arr.length; i++) {
        // 栈不为空, 栈顶元素比 当前元素小, 说明 栈顶元素找到了, 它左右两边比它 小的数
        while (!stack.isEmpty()&&arr[i]<arr[stack.peek()]){
          // 往 数组中 收集数据
          int popIndex=stack.pop();
          // 栈为空那它就没有它左边离它最近且比它小的数,它左边离它最近且比它 小的数就是,它下面 的那个数
          int leftLessIndex=stack.isEmpty()?-1:stack.peek();
            ret[popIndex][0]=leftLessIndex;
            //它 右边离它最近且比它小的数就是当前数
            ret[popIndex][1]=i;
        }
        // 否则就入栈
        stack.push(i);
    }
    // 数组 遍历完了, 栈中元素都是 没有右边离它最近并且比它小的数
    while (!stack.isEmpty()){
        // 取出 当前数 的下标
        int popIndex=stack.pop();
        // 判断栈是否为空,和上面一样
        int leftLessIndex=stack.isEmpty()?-1:stack.peek();
        ret[popIndex][0]=leftLessIndex;
        ret[popIndex][1]=-1;
    }
    return ret;
}
### 洛谷单调栈问题的Java实现 单调栈是一种常见的算法设计模式,用于解决一系列涉及“下一个更大的元素”或“上一个更小的元素”的问题。以下是基于提供的参考资料构建的一个完整的洛谷单调栈问题的Java代码模板。 #### 单调栈的核心逻辑 单调栈通过维护一个具有特定顺序(递增或递减)的栈结构来高效解决问题。对于每一个新加入的元素,它会弹出所有不符合条件的栈顶元素,直到满足条件为止[^1]。 下面是一个通用的Java代码模板,适用于求解“右侧第一个大于当前元素的位置索引”这一类问题: ```java import java.util.*; public class MonotonicStackTemplate { public static int[] getNextGreaterElementsIndex(int[] nums) { int n = nums.length; int[] result = new int[n]; Arrays.fill(result, 0); // 如果没有更大的数,默认返回0作为占位符 Stack<Integer> stack = new Stack<>(); // 存储的是下标 for (int i = n - 1; i >= 0; i--) { while (!stack.isEmpty() && nums[stack.peek()] <= nums[i]) { stack.pop(); // 弹出比当前元素小或者相等的元素 } result[i] = stack.isEmpty() ? 0 : stack.peek(); // 记录右边第一个较大的元素位置 stack.push(i); // 将当前位置压入栈中 } return result; } public static void main(String[] args) { int[] inputArray = {3, 2, 1, 4, 5}; // 示例输入数组 int[] outputIndices = getNextGreaterElementsIndex(inputArray); System.out.println("原数组:"); for (int num : inputArray) { System.out.print(num + " "); } System.out.println("\n右侧第一个较大元素的索引:"); for (int index : outputIndices) { System.out.print(index + " "); } } } ``` 上述代码实现了右侧第一个大于当前元素的索引计算功能,并且可以轻松扩展以适应其他需求,比如查找左侧的第一个较小值等问题[^2]。 #### 关键点解析 - **初始化结果数组**:`result` 数组用来存储最终的结果,初始值可以根据具体题目设定为 `-1` 或者 `0` 表示不存在符合条件的情况。 - **遍历方向的选择**:这里采用从右向左的方式处理数据,这样能够方便地利用已经访问过的部分形成有效的单调序列[^3]。 - **边界情况考虑**:当栈为空时表示该位置之后没有任何数值超过它的值;另外还需要注意重复值如何影响输出结果的设计决策[^4]。 --- ###
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