单调栈介绍和简单应用

本文介绍了单调栈在编程中的应用,主要用于快速找到数组元素右侧或左侧第一个较大或较小的元素,通过空间换时间的方式优化时间复杂度。文章详细解释了单调栈的工作原理,注意事项,以及如何在LeetCode问题中使用单调栈解决实例。

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单调栈的介绍


用途:主要求当前元素左面或者右面第一个比当前元素大或小的元素。
时间复杂度为O(n)(求当前数组所有元素)如果是暴力就是n^2
本质是空间换时间,因为在遍历的过程中需要用一个栈来记录右边第一个比当前元素高的元素,优点是整个数组只需要遍历一次。
更直白来说,就是用一个栈来记录我们遍历过的元素,因为我们遍历数组的时候,我们不知道之前都遍历了哪些元素,以至于遍历一个元素找不到是不是之前遍历过一个更小的,所以我们需要用一个容器(这里用单调栈)来记录我们遍历过的元素。
使用注意事项
单调栈里存放的元素
单调栈里只需要* 存放元素的下标i *就可以了,如果需要使用对应的元素,直接T[i]就可以获取。
单调栈里元素是递增还是递减(这里指栈头到栈底的顺序)
如果求一个元素右边第一个更大元素,单调栈就是递增的,如果求一个元素右边第一个更小元素,单调栈就是递减的
应用
求右边元素(顺序遍历)
右侧第一个更大 单调第增(从栈顶到栈底)
右侧第一个更小 单调递减

求左边元素(逆序遍历)
其实通过逆序的遍历,就将求左边的元素 转化成 求右边的元素 这样求左侧第一个大就变成了求右侧第一个大
左侧第一个更大 单调递增
左侧第一个更小 单调递减

使用单调栈主要有三个判断条件。
当前遍历的元素T[i]小于栈顶元素T[st.top()]的情况
当前遍历的元素T[i]等于栈顶元素T[st.top()]的情况
当前遍历的元素T[i]大于栈顶元素T[st.top()]的情况
很多简洁的代码将小于和等于的情况合并了。

板子和理解


求右边第一个比自己大的数,这里是leetcode的风格,封装进函数了
大致的思路,将当前的元素与栈顶的元素作比较,如果前者大于后者,那么栈顶的元素找到了右边第一个比自己大的数,所以就要出栈,栈里面可能还有之前遍历数组只进栈没出栈的元素(这也就意味着,他们没有找到那个比自己大的数)所以当前元素要和栈内所有元素都比较一遍,能出栈的就出栈了。都比较完,当前元素进栈。其实栈里面存放的就是没有找到所求的元素的下标。当然如果当前元素小于等于栈顶的元素直接进栈。(所以说这个栈从栈顶到栈底是递增的,毕竟要是栈底上面有比栈底元素大的数,栈底的元素早出栈了)。
至于为啥是第一个,这也很好理解,因为你的元素在遇到第一个大于自己的数的时候就已经出栈了,也就不再参与与后面数的比较。这个元素的结果就定了。很妙的小结构。

// 版本一
class Solution {
public:
    vector<int> dailyTemperatures(vector<int>& T) {
        // 递增栈
        stack<int> st;
        vector<int> result(T.size(), 0);
        st.push(0);
        for (int i = 1; i < T.size(); i++) {
            if (T[i] < T[st.top()]) {                       // 情况一
                st.push(i);
            } else if (T[i] == T[st.top()]) {               // 情况二
                st.push(i);
            } else {
                while (!st.empty() && T[i] > T[st.top()]) { // 情况三
                    result[st.top()] = i - st.top();
                    st.pop();
                }
                st.push(i);
            }
        }
        return result;
    }
};
// 版本二
class Solution {
public:
    vector<int> dailyTemperatures(vector<int>& T) {
        stack<int> st; // 递增栈
        vector<int> result(T.size(), 0);
        for (int i = 0; i < T.size(); i++) {
            while (!st.empty() && T[i] > T[st.top()]) { // 注意栈不能为空
                result[st.top()] = i - st.top();
                st.pop();
            }
            st.push(i);

        }
        return result;
    }
};

例题


503.下一个更大元素II
这道题比起纯纯的板子题,多了一个细微的差别,循环数组。
我把题放在例题里,也是想提醒我自己,环状数组的处理方式。
数组成环可以
开两倍的空间,例如将 1234 存成12341234
下标进行去模,mod数组大小
其实后者原理和前者一样,只不过处理起来更加方便和优美

class Solution {
public:
    vector<int> nextGreaterElements(vector<int>& nums) {
        vector<int>result(nums.size(),-1);
        //存的是下标
        stack <int>st;

        for (int i=0;i<nums.size()*2;i++)
        {
            int ii=i%nums.size();
                while(!st.empty()&&nums[ii]>nums[st.top()])
                {
                    result[st.top()]=nums[ii];
                    st.pop();
                }
                st.push(ii);
            
        }
        return result;
    }
};

其实这道题还有一个小细节,就是reasult会不会被覆盖的问题。(这个问题指的是当我的ii重复的时候,原先result中正确的数据会不会被脏数据覆盖掉)
举个例子,假如这个数组是1 2 3 4 3 ,那么通过这个取模的操作,我们实际遍历的数是这样的 1 2 3 4 3 我是可爱的分界线 1 2 3 4 3.
当i还小于nums.size()的时候(为了方便叙述 称为 第一轮)
result数组里面为 2 3 4 -1 -1
第二轮之后为
2 3 4 -1 4
显然的原先正确数据不会被更改,因为你后面遍历的数和前面的是一样的,那么即使ii因为取模而重复了,但是他所获得的结果和前面是一样的。
举个例子 当你遍历到第一个1的时候答案是2,当你遍历到第二个1时结果还是后面的2.也就是说在第一轮有答案的元素,到第二轮时答案不会变。当然第一轮结束 4 3还在栈里面。

例题


鲁迅曾说过 只做板子题是不会进步的!**
聪明的你快来思考这道题吧!
42. 接雨水
这道题就是求凹槽的面积。我们先来想最简单的凹槽。
在这里插入图片描述
一个凹槽左边是高,右边是高的,这样不就是中间这个元素的左边的第一个大的数,右边的第一个大的数。这不正是单调栈的业务范围吗!想到这,也许我们可以用单调栈来尝试一下。
右边第一个大的元素不必多说了,上文就是。左边第一个大的数其实就是这个元素在栈中的下一个元素(靠近栈底)。画张图。
在这里插入图片描述
在图中可以形象的看出来,也可以抽象的思考一下。不赘述了。
这个凹槽的面积也是好求的。
h=min(左边的高,右边的高)-中间的高
宽度是1。
那么能不能从这个最简单的凹槽推广到复杂一点的凹槽。

在这里插入图片描述

上图中我给了一组数据,序号代表了你遍历这个数组的时候这个凹槽是第几个凹槽。
当你找完了一个凹槽,将这个凹槽 中 (图中 左中右的中)的元素pop,不知道怎么描述。想说的话都在图里了。我们这里是一层一层的计算的。
以上证明了可行性。
代码

class Solution {
public:
    int trap(vector<int>& height) {
        stack<int>st;
        
        long long ans=0;
        for (int i=0;i<height.size();i++)
        {
            while (!st.empty()&&height[i]>height[st.top()])
            {
                int mid=st.top();
                st.pop();
                if (!st.empty())
                {int h=min(height[st.top()],height[i])-height[mid];
                int w=i-st.top()-1;
                ans+=h*w;
                }
            }

             st.push(i);
        }
        return ans;
    }
};

参考了B站上代码随想录的视频

<think>好的,我现在需要帮助用户解决关于Dify循环实现的问题。首先,我需要明确用户的具体需求。他们提到“dify 循环实现”或“dify 如何处理循环”,但Dify本身可能没有直接称为“循环”的功能,所以需要结合现有文档中的信息来推断可能的解决方案。 根据用户提供的引用内容,Dify工作流中有迭代节点[^1]。这可能类似于编程中的循环结构,用于重复执行某个任务。例如,在处理列表数据或需要多次执行同一操作时,迭代节点可以派上用场。我需要详细解释迭代节点的配置和使用步骤,确保用户能够理解如何设置循环次数或遍历数据集。 另外,用户可能对如何处理循环中的错误或性能问题感兴趣。引用[2]提到在Dify中处理PEM文件的问题,这可能涉及在循环中正确处理数据格式,避免错误积累。需要提醒用户在循环中注意错误处理和资源管理,确保每次迭代的稳定性。 引用[3]中的例子展示了如何结合FastAPI和Selenium进行实时监控并生成GIF,这可能涉及循环截取浏览器内容。虽然Dify本身可能不直接控制这类循环,但可以通过外部脚本或定时任务触发工作流,模拟循环执行。这部分需要说明如何将外部循环机制与Dify结合使用。 接下来,我需要组织回答结构。首先介绍迭代节点的基本概念和配置步骤,然后讨论循环中的数据处理和错误处理,最后补充外部触发循环的方法。同时,生成相关问题以帮助用户进一步探索,比如优化循环性能或处理复杂数据结构。 需要确保回答符合格式要求,使用正确的中文表达,行内公式用$...$,独立公式用$$...$$,但当前问题不涉及数学公式,所以可能不需要使用。同时,引用标识要自然地添加到相关段落末尾,如、[^2]、[^3]。 最后,检查是否有遗漏点,比如Dify的其他循环相关功能或用户可能遇到的常见问题,确保回答全面且易于理解。</think>在Dify中处理循环逻辑主要通过**迭代节点**实现,以下是具体实现方式和应用场景的解析: ### 一、Dify循环实现机制 Dify通过**工作流设计器**中的迭代节点处理循环需求,其核心原理类似编程中的`for循环`。迭代节点可遍历以下数据类型: - 数组列表:`["A","B","C"]` - 字典集合:`{"key1":"value1", "key2":"value2"}` - 数值范围:通过`range()`函数生成序列 配置示例: ```python # 模拟迭代节点的数据输入 input_data = { "dataset": [1,2,3,4,5], "process_logic": "item * 2" # 对每个元素执行乘以2的操作 } ``` ### 二、迭代节点的关键配置步骤 1. **数据源绑定**:将数组/字典类型变量连接到迭代节点的输入端口 2. **循环变量命名**:设定当前元素的变量名(默认为`item`) 3. **子流程设计**:在迭代节点内部构建需要重复执行的逻辑模块 4. **结果聚合**:通过`outputs`收集所有迭代结果,支持数组或对象格式 $$ \text{总耗时} = \sum_{i=1}^{n}(单次迭代时间_i) + 系统开销 $$ ### 三、循环中的特殊处理 1. **错误中断控制**: - 启用`continueOnError`参数可跳过失败迭代 - 通过`try-catch`模块包裹敏感操作 2. **并行优化**: ```python # 伪代码示例 Parallel.forEach(dataset, lambda item: process(item)) ``` 3. **结果过滤**: ```python filtered = filter(lambda x: x%2==0, processed_results) ``` ### 四、应用场景案例 1. **批量文件处理**:遍历存储桶中的文件列表进行格式转换 2. **数据清洗**:对数据库查询结果集进行逐条校验 3. **API轮询**:定时循环调用第三方接口直到满足特定条件
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