单调栈
单调栈使用场景:
- 如何找我右边第一个比我小的元素?
- 如何找我右边第一个比我大的元素?
- 如何找我左边第一个比我小的元素?
- 如何找我左边第一个比我大的元素?
上题:
给定一个整数数组 temperatures
,表示每天的温度,返回一个数组 answer
,其中 answer[i]
是指对于第 i
天,下一个更高温度出现在几天后。如果气温在这之后都不会升高,请在该位置用 0
来代替。
示例 1:
输入: temperatures = [73,74,75,71,69,72,76,73]
输出: [1,1,4,2,1,1,0,0]
示例 2:
输入: temperatures = [30,40,50,60]
输出: [1,1,1,0]
示例 3:
输入: temperatures = [30,60,90]
输出: [1,1,0]
提示:
1 <= temperatures.length <= 105
30 <= temperatures[i] <= 100
1.暴力n方不解释,挨个找就行。
2.单调栈法:一遍线性就ok时间复杂度为O(n),空间复杂度为O(n),本质上是空间换时间。
思路:注意,压栈的为数组下标,因为可以通过下标来找到对应元素,而天数可以通过下标差值进行计算。
首先,如果栈为空,则入栈,若栈不为空,则与栈顶元素进行比较,若比栈顶元素大,则栈顶元素出栈,再与新的栈顶元素比较,直到比较的元素比栈顶元素小,则将其压栈,一直进行上述操作,直到遍历到最后一个元素,然后若栈不为空,则一次出栈,表示后续没有比其更高的温度,则其为0。
图解第一个样例:
[73,74,75,71,69,72,76,73]
第一步:
栈为空,元素压栈。
top++;
第二步,74大于栈顶元素Temperature[stack[0]]:73,则栈顶元素出栈,然后栈为空,则其压栈。
第三步:75大于栈顶元素Temperature[stack[0]]:74,则栈顶元素出栈,然后栈为空,则其压栈。
第四步:71小于栈顶元素Temperature[stack[0]]:74,入栈,top++。
第五步:69小于栈顶元素Temperature[stack[1]]:71,入栈,top++。
第六步:72大于栈顶元素,Temperature[stack[2]]:69,栈顶元素出栈,top–,72还大于栈顶元素Temperature[stack[1]]:71,接着出栈,72小于栈顶元素Temperature[stack[0]]:75,压栈。
第六步:76大于栈顶元素Temperature[stack[1]]:72,栈顶元素出栈,top–,76大于栈顶Temperature[stack[0]]:75,栈顶元素出栈,top–,栈为空,其压栈,top++。
第七步:73小于栈顶元素76,压栈,top++。
第八步:已经遍历了数组一遍,栈不为空,则依次出栈。
int* dailyTemperatures(int* Temperatures, int TemperaturesSize, int* returnSize){
*returnSize = TemperaturesSize;
int top = -1; //栈顶下标
int stack[TemperaturesSize];
int *res = (int *)malloc(sizeof(int)*TemperaturesSize);
for (int i = 0; i<TemperaturesSize; i++) {
int tem = Temperatures[i];
while (top>=0) {
int index = stack[top]; //栈顶存下标
int temdata = Temperatures[index];//取对应下标中的数进行比较
if (tem > temdata){
top--; //大于就出栈
res[index] = i - index; //找到比index下标大的下一个
} else {
break;
}
}
top++;
stack[top] = i;//入栈
}
while (top>=0) {//栈顶最后还有元素
res[stack[top]] = 0;//对应下标元素为0
top--;//出栈
}
return res;
}
其他例题:
int min(int x, int y){ //获取最小值
return x < y ? x : y;
}
int trap(int* nums, int n) {
if(n <= 2) return 0;//两根柱子接不到水
int sum = 0, top = -1;
int* stack = (int*) malloc( sizeof(int) * n );
stack[0] = 0;
top++;
for(int i = 1; i < n; i++){
if(nums[i] > nums[stack[top]]){
while( top >= 0 && nums[i] > nums[stack[top]] ){//直到栈不为空或者栈顶元素小于被比较的,不然就一直出栈。
int mid = stack[top];//记录中间的柱子的高度,便于计算柱子底有多厚
top--;
if(top >= 0){
int left = stack[top];//更新栈顶柱子为接水的柱子的左柱子
int h = min(nums[left], nums[i]) - nums[mid];//盛水当然是要取决于最短板当然还要减去中间的
int w = i - left - 1;//右减左再减1算底边长度
sum += h * w;
}
}
}
stack[++top] = i;//小于栈顶元素则入栈,找下一根比他高的柱子来接水
}
return sum;
}