递减栈求解下一个更大元素问题

首先贴出两道题:

leetcode739

根据每日 气温 列表,请重新生成一个列表,对应位置的输入是你需要再等待多久温度才会升高的天数。如果之后都不会升高,请输入 0 来代替。

例如,给定一个列表 temperatures = [73, 74, 75, 71, 69, 72, 76, 73],你的输出应该是 [1, 1, 4, 2, 1, 1, 0, 0]

提示:气温 列表长度的范围是 [1, 30000]。每个气温的值的都是 [30, 100] 范围内的整数。

leetcode496

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 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。

这两道题都可以归结为:“在数组array【i】之后并且大于array【i】的第一个元素在哪”的问题。

我在第二题中使用了双重for循环,很幸运是通过的了。

第一题是明显不通的。(因为这是中等难度的了)

首先我们查看一个序列:【1,1,1,1,4】

如果用双重for循环,实际上前4次寻找的都是一个元素而已,就是4.

其实增加了不必要迭代。

递减栈思路是这样的:

扫描数组,如果栈是空的那么压如一个元素,因为栈里没有元素比这个小,所以肯定要放在最底下。

如果栈不是空的并且当前扫描的元素小于(等于)栈顶元素,压入。

如果栈不是空的并且扫描元素大于栈顶元素,我们要在不断弹出元素直至栈顶元素大于当前元素,或者空栈把新元素放入。

我们以第一题的示例来演示递减栈。

首先有一个空栈:【】。

当前元素73:压入。【(73,0)】其中0是73的下标,为了到时候放入结果做准备。

当前74,弹出73,放入74.【(74,1)】也就是比73大的第一个元素是74,

当前75,弹出74,放入75.【(75,2)】也就是比74大的一个元素是75.

当前71,压入。【(75,2),(71,3)】

当前69,压入。【(75,2),(71,3),(69,4)】

当前72,弹出69,弹出71.也就是比69大的下一个是72,比71大的下一个是72.【(75,2),(72,5)】

当前76,弹出72,75,说明比72,75大的均为76.【(76,6)】

当前73,压入。【(76,6),(73,7)】

栈不是空的,所以剩余的两个元素是没有下一个更大元素的,可以填入响应特殊值。

这种方法在相当于最好情况的双重for。没有多余的比较。

效率极高,接近O(n)。


附送第一题解:


class Solution:
    def dailyTemperatures(self, temperatures):
        """
        :type temperatures: List[int]
        :rtype: List[int]
        """
        stk=[]
        record=[0 for x in range(len(temperatures))]
        for i,t in enumerate(temperatures):
            if len(stk)==0:
                stk.append((i,t))
            else:
                if t<stk[-1][1]:
                    stk.append((i,t))
                else:
                    while len(stk)>0 and stk[-1][1]<t:
                        index,temp=stk.pop()
                        record[index]=i-index
                    stk.append((i,t))
        return record

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