力扣第503题 下一个更大元素 II C++ 单调栈 + Java代码
题目
中等
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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
。
示例 1:
输入: nums = [1,2,1] 输出: [2,-1,2] 解释: 第一个 1 的下一个更大的数是 2; 数字 2 找不到下一个更大的数; 第二个 1 的下一个最大的数需要循环搜索,结果也是 2。
示例 2:
输入: nums = [1,2,3,4,3] 输出: [2,3,4,-1,4]
提示:
1 <= nums.length <= 104
-109 <= nums[i] <= 109
思路和解题方法
首先,通过
vector<int> ans(nums.size(), -1)
创建了一个与原始数组相同大小的结果数组,用于存放计算得到的下一个更大元素。然后,使用了一个stack来辅助查找,遍历两倍长度的nums数组。在循环中,将数组的首尾相连,这样可以处理循环数组的情况。
在循环中,对当前元素执行如下操作:
- 如果栈不为空,并且当前元素大于栈顶元素对应的nums中的值,那么说明当前元素是栈顶元素的下一个更大元素,因此更新结果数组ans中对应位置的值,并弹出栈顶元素,直到当前元素不再大于栈顶元素。
- 将当前元素的索引入栈,以便在之后的循环中继续判断是否有更大的元素。
最后,返回得到的结果数组ans。
这段代码的时间复杂度为O(n),其中n为nums的长
复杂度
时间复杂度:
O(n)
时间复杂度为 O(n),其中 n 为 nums 数组的长度。因为代码中使用了单次遍历,且每个元素最多被压入和弹出栈一次,所以时间复杂度为 O(n)。
空间复杂度
O(n)
空间复杂度也为 O(n),主要是由结果数组 ans 和辅助栈 st 所占据的空间决定的。其中结果数组占据了 O(n) 的空间,辅助栈的空间最坏情况下也为 O(n)。
c++ 代码
class Solution {
public:
vector<int> nextGreaterElements(vector<int>& nums) {
vector<int> ans(nums.size(), -1); // 初始化存放结果的数组为-1
if (nums.size() == 0) return ans; // 若输入数组为空,则直接返回结果数组
stack<int> st; // 创建一个栈用于保存元素的索引
for (int i = 0; i < nums.size() * 2; i++) { // 对原数组循环两次,相当于将数组首尾相连
while (!st.empty() && nums[i % nums.size()] > nums[st.top()]) { // 当栈不为空且当前元素大于栈顶元素对应的 nums 中的值时
ans[st.top()] = nums[i % nums.size()]; // 更新结果数组中对应位置的值
st.pop(); // 弹出栈顶元素
}
st.push(i % nums.size()); // 将当前元素的索引入栈
}
return ans; // 返回结果数组
}
};
Java代码
class Solution {
public int[] nextGreaterElements(int[] nums) {
if (nums == null || nums.length <= 1) { // 边界判断,如果数组为空或长度小于等于1,则直接返回-1的结果数组
return new int[]{-1};
}
int size = nums.length;
int[] result = new int[size]; // 用于存放结果的数组
Arrays.fill(result, -1); // 将结果数组默认全部初始化为-1
Stack<Integer> st= new Stack<>(); // 创建一个栈,用于存放nums中的元素下标
for (int i = 0; i < 2 * size; i++) { // 对原数组循环两次,相当于将数组首尾相连
while (!st.empty() && nums[i % size] > nums[st.peek()]) { // 当栈不为空且当前元素大于栈顶元素对应的nums中的值时
result[st.peek()] = nums[i % size]; // 更新result中对应位置的值
st.pop(); // 弹出栈顶元素
}
st.push(i % size); // 将当前元素的下标入栈
}
return result; // 返回结果数组
}
}
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