496. 下一个更大元素 I

496. 下一个更大元素 I

　　给定两个 没有重复元素 的数组 nums1 和 nums2 ，其中nums1 是 nums2 的子集。找到 nums1 中每个元素在 nums2 中的下一个比其大的值。

nums1 中数字 x 的下一个更大元素是指 x 在 nums2 中对应位置的右边的第一个比 x 大的元素。如果不存在，对应位置输出 -1 。

示例 1:

　　输入: nums1 = [4,1,2], nums2 = [1,3,4,2].
　　输出: [-1,3,-1]
解释:
对于num1中的数字4，你无法在第二个数组中找到下一个更大的数字，因此输出 -1。
对于num1中的数字1，第二个数组中数字1右边的下一个较大数字是 3。
对于num1中的数字2，第二个数组中没有下一个更大的数字，因此输出 -1。

示例 2:

　　输入: nums1 = [2,4], nums2 = [1,2,3,4].
　　输出: [3,-1]
解释:
  对于 num1 中的数字 2 ，第二个数组中的下一个较大数字是 3 。
对于 num1 中的数字 4 ，第二个数组中没有下一个更大的数字，因此输出 -1 。

提示：

nums1和nums2中所有元素是唯一的。
nums1和nums2 的数组大小都不超过1000。

方法一：单调栈
我们可以忽略数组 nums1，先对将 nums2 中的每一个元素，求出其下一个更大的元素。随后对于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。对于 nums2，我们可以使用单调栈来解决这个问题。

我们首先把第一个元素 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。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 class Solution {
    public int[] nextGreaterElement(int[] findNums, int[] nums) {
        Stack < Integer > stack = new Stack < > ();
        HashMap < Integer, Integer > map = new HashMap < > ();
        int[] res = new int[findNums.length];
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            while (!stack.empty() && nums[i] > stack.peek())
                map.put(stack.pop(), nums[i]);
            stack.push(nums[i]);
        }
        while (!stack.empty())
            map.put(stack.pop(), -1);
        for (int i = 0; i < findNums.length; i++) {
            res[i] = map.get(findNums[i]);
        }
        return res;
    }
}

复杂度分析

时间复杂度：O(M+N)，其中 M 和 N 分别是数组 nums1 和 nums2 的长度。

空间复杂度：O(N)。我们在遍历 nums2 时，需要使用栈，以及哈希映射用来临时存储答案。