739. 每日温度/C++

本文介绍了一种使用单调栈解决“每日温度”问题的方法,通过遍历温度数组,找到每个元素右侧第一个比其大的元素,从而计算出等待天数。文章详细解释了算法原理,并提供了简化版代码实现。

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使用单调栈,可以找到一个元素右边第一个比该元素大或者小的元素

vector<int> dailyTemperatures(vector<int>& T) {
   if(T.empty()) return vector<int>();
   int size=T.size();
   T.push_back(101);//在最后面压入一个最大值,以使得所有元素都可以出栈

   vector<int> res(size);
   stack<int> stk;
   for(int i=0;i<size+1;++i){
       while(!stk.empty() && T[i]>T[stk.top()]){
           if(i==size) //对于我们手动加入的元素要特殊处理
               res[i]==0;
           else{
               int top=stk.top();
               res[top]=i-top;
           }
           stk.pop();
       }
       stk.push(i);
   }
   return res;
}

但是这里有一个巧合,在没有添加101的前提下,如果一个元素没有出栈,就说明在它右边没有比它大的元素,也就是置为0,而数组的初始值正好为0,因此可以略微简化为

vector<int> dailyTemperatures(vector<int>& T) {
	if(T.empty()) return vector<int>();
   	int size=T.size();

   vector<int> res(size);
   stack<int> stk;
   for(int i=0;i<size;++i){
       while(!stk.empty() && T[i]>T[stk.top()]){
           int top=stk.top();
           res[top]=i-top;
           stk.pop();
       }
       stk.push(i);
   }
   return res;
}
### 单调栈的概念 单调栈是一种特殊的栈结构,其内部元素按照某种特定的顺序排列(通常是递增或递减)。这种数据结构常用于解决涉及寻找最近的最大值或最小值的问题。在 C++ 中,可以利用标准库中的 `std::stack` 来实现单调栈。 --- ### 单调栈的作用与原理 单调栈的主要作用是高效地找到某个位置左侧或右侧第一个大于或小于该位置的元素。其实现的核心在于维护一个满足单调性的栈,在每次入栈前调整栈内的元素以保持单调性[^1]。 对于数组无重复值的情况,可以通过简单的比较逻辑构建单调栈;而对于存在重复值的场景,则需要额外处理相等情况下的行为[^2]。 --- ### 数组无重复值时的单调栈示例代码 以下是针对数组无重复值情况的一个简单例子: ```cpp #include <iostream> #include <vector> #include <stack> using namespace std; // 找到每个元素右边第一个比它大的元素的位置差 vector<int> nextGreaterElement(vector<int>& nums) { int n = nums.size(); vector<int> res(n, 0); stack<int> s; for (int i = n - 1; i >= 0; --i) { while (!s.empty() && nums[s.top()] <= nums[i]) { s.pop(); // 移除不符合条件的栈顶元素 } if (!s.empty()) { res[i] = s.top() - i; // 记录距离 } else { res[i] = 0; // 如果没有更大的元素则返回0 } s.push(i); // 当前索引入栈 } return res; } int main() { vector<int> nums = {73, 74, 75, 71, 69, 72, 76, 73}; vector<int> result = nextGreaterElement(nums); cout << "["; for (size_t i = 0; i < result.size(); ++i) { if (i != 0) cout << ", "; cout << result[i]; } cout << "]" << endl; return 0; } ``` 此代码实现了查找每个元素右侧第一个比它大的元素的距离功能。 --- ### 数组有重复值时的单调栈示例代码 当数组中有重复值时,需特别注意如何处理相同数值的影响。下面是一个改进版本的例子: ```cpp #include <iostream> #include <vector> #include <stack> using namespace std; // 处理含有重复值的数组 vector<int> nextGreaterWithDuplicates(vector<int>& nums) { int n = nums.size(); vector<int> res(n, -1); // 初始化为-1表示不存在更大值 stack<pair<int, int>> s; // 使用pair存储值及其索引 for (int i = 0; i < n; ++i) { while (!s.empty() && s.top().first < nums[i]) { res[s.top().second] = nums[i]; // 更新结果 s.pop(); } s.emplace(nums[i], i); // 存储当前值索引 } return res; } int main() { vector<int> nums = {1, 3, 2, 4, 3, 2, 1}; vector<int> result = nextGreaterWithDuplicates(nums); cout << "["; for (size_t i = 0; i < result.size(); ++i) { if (i != 0) cout << ", "; cout << result[i]; } cout << "]" << endl; return 0; } ``` 这段代码能够正确应对输入数组中可能存在重复值的情形。 --- ### 完整代码演示 为了更直观展示单调栈的应用效果,这里提供了一个完整的 LeetCode 题目解决方案作为实例说明: #### **题目描述** 给定每日气温列表,请找出每一天之后的第一个更高的气温对应的天数间隔。如果没有更高气温,则标记为 0。 #### **解法** ```cpp #include <iostream> #include <vector> #include <stack> using namespace std; vector<int> dailyTemperatures(const vector<int>& temperatures) { int n = temperatures.size(); vector<int> answer(n, 0); stack<int> indices; for (int i = 0; i < n; ++i) { while (!indices.empty() && temperatures[indices.top()] < temperatures[i]) { int prevIndex = indices.top(); indices.pop(); answer[prevIndex] = i - prevIndex; } indices.push(i); } return answer; } int main() { vector<int> temps = {73, 74, 75, 71, 69, 72, 76, 73}; vector<int> results = dailyTemperatures(temps); cout << "["; for (size_t i = 0; i < results.size(); ++i) { if (i != 0) cout << ", "; cout << results[i]; } cout << "]" << endl; return 0; } ``` 以上程序展示了如何基于单调栈计算每天后的首个较高温度的时间跨度[^2]。 --- ###
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