数据结构--单调栈结构

最新推荐文章于 2025-08-10 21:15:24 发布

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文章标签：数据结构与算法

原文链接：http://www.cnblogs.com/SkyeAngel/p/8987238.html

本文介绍使用单调栈解决寻找数组中每个位置左侧与右侧最近的大于该位置数值的问题，算法时间复杂度为O(N)。通过维护一个从栈底到栈顶元素递减的单调栈，遍历数组并调整栈内元素，最终获取所有位置的最近大于值。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

解决的问题：在一个数组中，每一个位置的num，找到左边离num近的>num的值，和右边离num近的>num的值

时间复杂度：O(N)

准备一个栈：栈底到栈顶从大到小

遍历数组，将数组中的元素num依次入栈，同时保证栈中的元素比num大，如果num大于栈中的元素，则将栈中的元素弹出，同时记录弹出元素的结果，num就是弹出元素右边离它近的大于它的，栈中它挨着的元素就是左边离它近的大于它的元素。

一直出栈，直到栈中元素大于将要入栈的元素，或者栈为空停止

当数组遍历完后，栈中的元素依次弹出，此时它们弹出的元素的右边离它近的且大于它的元素为null，左边离它近的且大于它的元素为栈中下一个元素

注：当遇到两个相同元素时，不弹出，将下标压在一起，弹出时一起弹出，同时更新它们左右比它们大的

/**
 * Created by Skye on 2018/5/31.
 *解决的问题：在一个数组中，每一个位置的num，找到左边离num近的>num的值，和右边离num近的>num的值
 *
 * 准备1个栈
 * 保证：栈底到栈顶按照从大到小的顺序
 * 当要入栈的元素违反了这个规则，将栈顶的元素弹出，
 * 并且此时，栈中弹出的元素
 * 右边离它最近的，比它大的元素就是即将入栈的元素，
 * 左边离它最近的，比它大的是它下面的元素
 */
class Num{
    int left;
    int right;
    int val;

    public Num(int val) {
        this.val = val;
    }
}
public class MonotonousStack {
    public static ArrayList<Num> monotonousStack(int[] arrays){
        if(arrays == null || arrays.length == 0) return null;
        Stack<Integer> stack = new Stack<>();
        ArrayList<Num> res = new ArrayList<>();
        for(int i = 0; i < arrays.length; i++){
            while(!stack.isEmpty() && arrays[stack.peek()] < arrays[i]){
                Num num = new Num(arrays[stack.pop()]);
                num.left = stack.isEmpty() ? -1 : arrays[stack.peek()];
                num.right = arrays[i];
                res.add(num);
            }
            stack.push(i);
        }
        while(!stack.isEmpty()){
            Num num = new Num(arrays[stack.pop()]);
            num.left = stack.isEmpty() ? -1 : arrays[stack.peek()];
            num.right = -1;
            res.add(num);
        }
        return res;
    }

    public static void main(String[] args){

        ArrayList<Num> arrayList = monotonousStack(new int[]{5, 4, 3, 6, 5, 3});
        for(Num num : arrayList){
            System.out.println(num.left + " " + num.val + " " + num.right);
        }
    }
}

转载于:https://www.cnblogs.com/SkyeAngel/p/8987238.html