1.每日温度:
1.什么时候用单调栈呢?
通常是一维数组,要寻找任一个元素的右边或者左边第一个比自己大或者小的元素的位置,此时我们就要想到可以用单调栈了。
2.单调栈里元素是递增呢? 还是递减呢?
注意以下讲解中,顺序的描述为 从栈头到栈底的顺序,因为单纯的说从左到右或者从前到后,不说栈头朝哪个方向的话,大家一定比较懵。
这里我们要使用递增循序(再强调一下是指从栈头到栈底的顺序),因为只有递增的时候,栈里要加入一个元素i的时候,才知道栈顶元素在数组中右面第一个比栈顶元素大的元素是i。
即: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。
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
把这三种情况分析清楚了,也就理解透彻了。
接下来我们用temperatures = [73, 74, 75, 71, 71, 72, 76, 73]为例来逐步分析,输出应该是 [1, 1, 4, 2, 1, 1, 0, 0]。
首先先将第一个遍历元素加入单调栈
加入T[1] = 74,因为T[1] > T[0](当前遍历的元素T[i]大于栈顶元素T[st.top()]的情况)。
我们要保持一个递增单调栈(从栈头到栈底),所以将T[0]弹出,T[1]加入,此时result数组可以记录了,result[0] = 1,即T[0]右面第一个比T[0]大的元素是T[1]。
加入T[2],同理,T[1]弹出
加入T[3],T[3] < T[2] (当前遍历的元素T[i]小于栈顶元素T[st.top()]的情况),加T[3]加入单调栈。
加入T[4],T[4] == T[3] (当前遍历的元素T[i]等于栈顶元素T[st.top()]的情况),此时依然要加入栈,不用计算距离,因为我们要求的是右面第一个大于本元素的位置,而不是大于等于!
加入T[5],T[5] > T[4] (当前遍历的元素T[i]大于栈顶元素T[st.top()]的情况),将T[4]弹出,同时计算距离,更新result
T[4]弹出之后, T[5] > T[3] (当前遍历的元素T[i]大于栈顶元素T[st.top()]的情况),将T[3]继续弹出,同时计算距离,更新result
直到发现T[5]小于T[st.top()],终止弹出,将T[5]加入单调栈
加入T[6],同理,需要将栈里的T[5],T[2]弹出
同理,继续弹出
此时栈里只剩下了T[6]
加入T[7], T[7] < T[6] 直接入栈,这就是最后的情况,result数组也更新完了。
此时有同学可能就疑惑了,那result[6] , result[7]怎么没更新啊,元素也一直在栈里。
其实定义result数组的时候,就应该直接初始化为0,如果result没有更新,说明这个元素右面没有更大的了,也就是为0。
以上在图解的时候,已经把,这三种情况都做了详细的分析。
- 情况一:当前遍历的元素T[i]小于栈顶元素T[st.top()]的情况
- 情况二:当前遍历的元素T[i]等于栈顶元素T[st.top()]的情况
把遍历元素的下标放入栈中
- 情况三:当前遍历的元素T[i]大于栈顶元素T[st.top()]的情况
弹出栈顶元素下标直到为空或者出现情况1或2,记得把i放进去放进去。
这里注意放的是下标,不是元素,因为如果放的是元素出现错误:
这里answer[2]和answer[4]出现问题,关键是如果遍历元素小于等于栈头元素时放入元素后,出现大于栈头的元素,但是没有一次性弹完,等到出现遍历的元素比弹剩下的元素大的时候,他中间隔了好多元素,但是j从遍历的元素开始减,所以会出错,会使answer[弹剩下的元素的下标]没有结果,还有会使answer[某个元素的下标]第二次赋值。(看不懂看上面的图)
通过以上过程,大家可以自己再模拟一遍,就会发现:只有单调栈递增(从栈口到栈底顺序),就是求右边第一个比自己大的,单调栈递减的话,就是求右边第一个比自己小的。
C++代码如下:
// 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;
}
};
建议一开始 都把每种情况分析好,不要上来看简短的代码,关键逻辑都被隐藏了。
精简代码如下:
// 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;
}
};
2.下一个更大的元素:
淦,第一眼题目什么意思都不知道,还是看例题解析看懂的,大概意思就是answer[i]是num1[i]在num2中(就是在num2中num2[j]==num1[i]的位置)右边的第一个比他大的数,如果没找到就是-1。
然后题解的思路是找num2中每一个元素右边第一大的数,然后如果他是在num1中出现过,那就把他记录在result中。
【C++】map.count和map.find
以上分析完毕,C++代码如下:(其实本题代码和 739. 每日温度 (opens new window)是基本差不多的)
// 版本一
class Solution {
public:
vector<int> nextGreaterElement(vector<int>& nums1, vector<int>& nums2) {
stack<int> st;
vector<int> result(nums1.size(), -1);
if (nums1.size() == 0) return result;
unordered_map<int, int> umap; // key:下标元素,value:下标
for (int i = 0; i < nums1.size(); i++) {
umap[nums1[i]] = i;
}
st.push(0);
for (int i = 1; i < nums2.size(); i++) {
if (nums2[i] < nums2[st.top()]) { // 情况一
st.push(i);
} else if (nums2[i] == nums2[st.top()]) { // 情况二
st.push(i);
} else { // 情况三
while (!st.empty() && nums2[i] > nums2[st.top()]) {
if (umap.count(nums2[st.top()]) > 0) { // 看map里是否存在这个元素
int index = umap[nums2[st.top()]]; // 根据map找到nums2[st.top()] 在 nums1中的下标
result[index] = nums2[i];
}
st.pop();
}
st.push(i);
}
}
return result;
}
};
针对版本一,进行代码精简后,代码如下:
// 版本二
class Solution {
public:
vector<int> nextGreaterElement(vector<int>& nums1, vector<int>& nums2) {
stack<int> st;
vector<int> result(nums1.size(), -1);
if (nums1.size() == 0) return result;
unordered_map<int, int> umap; // key:下标元素,value:下标
for (int i = 0; i < nums1.size(); i++) {
umap[nums1[i]] = i;
}
st.push(0);
for (int i = 1; i < nums2.size(); i++) {
while (!st.empty() && nums2[i] > nums2[st.top()]) {
if (umap.count(nums2[st.top()]) > 0) { // 看map里是否存在这个元素
int index = umap[nums2[st.top()]]; // 根据map找到nums2[st.top()] 在 nums1中的下标
result[index] = nums2[i];
}
st.pop();
}
st.push(i);
}
return result;
}
};