第十章 单调栈 Part1

目录

• 任务
  • 739. 每日温度
    • 思路
  • 496. 下一个更大元素 I
    • 思路
  • 503. 下一个更大元素 II
    • 思路

任务

739. 每日温度

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。

思路

使用单调栈来解决这种类型的问题（右边第一个比我大（小）的值）
需要注意的点为，栈中存放的是索引，比较时比较的是值，容易粗心出错。注意将处理完的栈顶节点弹出，以及处理完一轮弹出循环后，需要将当前这个比较节点加入到栈中，最后这个比较容易遗漏。这里是根据题意收集结果后弹出，实际上即使不收集结果或者是在特殊条件下收集结果，弹出的流程也是根据单调栈的处理流程来的(维护单调栈本身的结构），而不是收集结果后直接弹出的，这点需要注意，即只要满足 len(stack) > 0 and temperatures[i] > temperatures[stack[-1]] 条件就弹出，可以参考下一题。

class Solution:
    def dailyTemperatures(self, temperatures: List[int]) -> List[int]:
        stack = []
        result = [0] * len(temperatures)
        
        for i in range(len(temperatures)):
            if len(stack) > 0 and temperatures[i] <= temperatures[stack[-1]]:
                stack.append(i)
            else:
                while len(stack) > 0 and  temperatures[i] > temperatures[stack[-1]]:
                    result[stack[-1]] = i - stack[-1]
                    stack.pop()
                stack.append(i)
        return result

另外，上面的代码可以简化，但是为了逻辑的清晰，后续单调栈的题还是先按照上面的相对麻烦的写法来。

class Solution:
    def dailyTemperatures(self, temperatures: List[int]) -> List[int]:
        stack = []
        result = [0] * len(temperatures)
        
        for i in range(len(temperatures)):
            while len(stack) > 0 and  temperatures[i] > temperatures[stack[-1]]:
                result[stack[-1]] = i - stack[-1]
                stack.pop()
            stack.append(i)
        return result

496. 下一个更大元素 I

nums1 中数字 x 的 下一个更大元素 是指 x 在 nums2 中对应位置 右侧 的 第一个 比 x 大的元素。

给你两个 没有重复元素 的数组 nums1 和 nums2 ，下标从 0 开始计数，其中nums1 是 nums2 的子集。

对于每个 0 <= i < nums1.length ，找出满足 nums1[i] == nums2[j] 的下标 j ，并且在 nums2 确定 nums2[j] 的 下一个更大元素 。如果不存在下一个更大元素，那么本次查询的答案是 -1 。

返回一个长度为 nums1.length 的数组 ans 作为答案，满足 ans[i] 是如上所述的 下一个更大元素 。

思路

实际就是上一题的变形，只要理解了单调栈的本体逻辑，这题是在特殊情况下收集结果，而为了维持单调栈本身的结构和流程，需要注意弹出的时机。

class Solution:
    def nextGreaterElement(self, nums1: List[int], nums2: List[int]) -> List[int]:
        stack = []
        result = [-1] * len(nums1)
        
        for i in range(len(nums2)):
            if len(stack)>0 and nums2[i] <=  nums2[stack[-1]]:
                stack.append(i)
            else:
                while len(stack) > 0 and  nums2[i] > nums2[stack[-1]]:
                    if nums2[stack[-1]] in nums1:
                        result[nums1.index(nums2[stack[-1]])] = nums2[i]
                    stack.pop()
                stack.append(i)
        return result

503. 下一个更大元素 II

给定一个循环数组 nums （ nums[nums.length - 1] 的下一个元素是 nums[0] ），返回 nums 中每个元素的 下一个更大元素 。

数字 x 的 下一个更大的元素 是按数组遍历顺序，这个数字之后的第一个比它更大的数，这意味着你应该循环地搜索它的下一个更大的数。如果不存在，则输出 -1 。

思路

这题看似比较简单，将之前的普通数组改为了循环数组，会直接想到用取模。但实际上深入思考后，发现之所以result[i]没有被后续覆盖的，是因为后续（第二轮）不会进入到给result[i]赋值的条件内。
这道题的理解起来简单的思路是复制一份扩展为2倍的数组，这是完全符合题意的，但是编码还是用取模比较简洁和省空间。

class Solution:
    def nextGreaterElements(self, nums: List[int]) -> List[int]:
        stack = []
        result = [-1] * len(nums)
        
        for i in range(2 * len(nums)):
            reali = i % len(nums)
            if len(stack) > 0 and nums[reali] <= nums[stack[-1]]:
                stack.append(reali)
            else:
                while len(stack) > 0 and  nums[reali] > nums[stack[-1]]:
                    result[stack[-1]] = nums[reali]
                    stack.pop()
                stack.append(reali)
        return result