LeetCode 496. 下一个更大元素 I (单调栈)

本文介绍了一种使用单调栈解决寻找数组中下一个更大元素问题的方法。通过维护一个从栈顶到栈底单调不降的栈,遍历数组,当遇到新的元素时,判断栈顶元素是否小于新元素,如果是,则栈顶元素的下一个更大元素即为新元素,出栈直至栈空或栈顶元素大于新元素,然后将新元素入栈。

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单调栈(官方题解)

  • 先忽略数组 nums1,先对将 nums2 中的每一个元素,求出其下一个更大的元素。将这些答案放入哈希映射(HashMap)中,再遍历数组 nums1,并直接找出答案。

  • 首先把第一个元素 nums2[1] 放入栈,随后对于第二个元素 nums2[2],如果 nums2[2] > nums2[1],那么我们就找到了 nums2[1] 的下一个更大元素 nums2[2],此时就可以把 nums2[1] 出栈并把 nums2[2] 入栈;

  • 如果 nums2[2] <= nums2[1],我们就仅把 nums2[2] 入栈。对于第三个元素 nums2[3],此时栈中有若干个元素,那么所有比 nums2[3] 小的元素都找到了下一个更大元素(即 nums2[3]),因此可以出栈,在这之后,我们将 nums2[3] 入栈,以此类推。

  • 可以发现,我们维护了一个单调栈,栈中的元素从栈顶到栈底是单调不降的(栈顶小,栈底大)

  • 当我们遇到一个新的元素 nums2[i] 时,我们判断栈顶元素是否小于 nums2[i],如果是,那么栈顶元素的下一个更大元素即为 nums2[i],我们将栈顶元素出栈。重复这一操作,直到栈为空或者栈顶元素大于 nums2[i]。此时我们将 nums2[i] 入栈,保持栈的单调性,并对接下来的 nums2[i + 1], nums2[i + 2] … 执行同样的操作。

  public int[] nextGreaterElement(int[] nums1, int[] nums2) {
        Stack < Integer > stack = new Stack < > ();
        HashMap < Integer, Integer > map = new HashMap < > ();
        int[] res = new int[nums1.length];
        
        for (int i = 0; i < nums2.length; i++) {
            while (!stack.empty() && nums2[i] > stack.peek())
                map.put(stack.pop(), nums2[i]);
            stack.push(nums2[i]);
        }
        while (!stack.empty())
            map.put(stack.pop(), -1);
            
        for (int i = 0; i < nums1.length; i++) {
            res[i] = map.get(nums1[i]);
        }
        return res;
    }
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