算法初探LeetCode-下一个更大元素II

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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 。

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<=1041 <= nums.length <= 10^4
  • 109 <=nums[i]<=109-10^9 <= nums[i] <= 10^9

思路分析

单调栈是一种特殊的栈,它的栈顶元素是栈中最小或最大的元素。在解决一些问题时,我们可以使用单调栈来维护一些元素的单调性,从而简化问题的处理。在这道题中,要求找到循环数组中每个元素的下一个更大元素,可以使用单调栈来解决。具体来说,我们可以遍历两遍数组,第一遍处理正常顺序的元素,第二遍处理循环到数组开头的元素。遍历过程中,我们使用单调栈来维护一个递减的元素下标序列,如果当前元素大于栈顶元素,则说明栈顶元素的下一个更大元素就是当前元素。遍历结束后,还没有得到结果的元素对应的结果就是 -1。

算法代码

public int[] nextGreaterElements(int[] nums) {
    int length = nums.length; // 数组长度
    int[] res = new int[length]; // 结果数组
    Arrays.fill(res, -1); // 先将结果数组全部初始化为 -1
    Stack < Integer > stack = new Stack < > (); // 创建一个栈,用于存储数组下标
    for (int i = 0; i < length * 2; i++) { // 由于是循环数组,因此遍历两遍
        while (!stack.isEmpty() && nums[i % length] > nums[stack.peek()]) {
            // 如果当前元素大于栈顶元素,则说明栈顶元素的下一个更大元素就是当前元素
            res[stack.pop()] = nums[i % length];
        }
        stack.push(i % length); // 将当前元素的下标入栈
    }
    return res; // 返回结果数组
}

结果详情

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算法复杂度

  • 空间复杂度:O(1)O(1)
  • 时间复杂度:O(n)O(n)

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