代码随想录：单调栈1-3

739.每日温度

题目

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。

示例 1:

输入: temperatures = [73,74,75,71,69,72,76,73]
输出: [1,1,4,2,1,1,0,0]

代码

class Solution {
    public int[] dailyTemperatures(int[] temperatures) {
        //单调栈（保证序列递减）
        Stack<Integer> stack = new Stack<>();

        int[] res = new int[temperatures.length];
        
        //保存temperatures的下标就行
        stack.push(0);  //第一个元素的下标入栈

        //遍历温度数组
        for(int i=1; i < temperatures.length; i++){
            //只要当前元素比stack中的大，就要更新stack，计算res
            while(!stack.isEmpty() && temperatures[i] > temperatures[stack.peek()]){
                int index = stack.pop();  //栈顶出栈，获取下标
                res[index] = i - index;  //i - index是距离
            }
            stack.push(i);  //栈内的小元素处理完，把该元素入栈，保证栈内仍然递减
        }
        return res;
    }
}

496.下一个更大元素I

题目

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 。

示例 1：

输入：nums1 = [4,1,2], nums2 = [1,3,4,2].
输出：[-1,3,-1]
解释：nums1 中每个值的下一个更大元素如下所述：
- 4 ，用加粗斜体标识，nums2 = [1,3,4,2]。不存在下一个更大元素，所以答案是 -1 。
- 1 ，用加粗斜体标识，nums2 = [1,3,4,2]。下一个更大元素是 3 。
- 2 ，用加粗斜体标识，nums2 = [1,3,4,2]。不存在下一个更大元素，所以答案是 -1 。

示例 2：

输入：nums1 = [2,4], nums2 = [1,2,3,4].
输出：[3,-1]
解释：nums1 中每个值的下一个更大元素如下所述：
- 2 ，用加粗斜体标识，nums2 = [1,2,3,4]。下一个更大元素是 3 。
- 4 ，用加粗斜体标识，nums2 = [1,2,3,4]。不存在下一个更大元素，所以答案是 -1 。

代码

class Solution {
    public int[] nextGreaterElement(int[] nums1, int[] nums2) {
        //下一个更大元素指的是，nums1元素在nums2中出现，再去nums2后面找第一个更大的元素值
        
        //返回结果
        int[] res = new int[nums1.length];  //nums1是子集，更小一点
        Arrays.fill(res,-1);  //默认找不到下一个更大元素，值为-1

        //单调栈：保存num2中的元素值
        Stack<Integer> stack = new Stack<>();

        //判断nums2的元素值，在nums1中判断是否出现过
        HashMap<Integer,Integer> map = new HashMap<>();
        for(int i=0; i < nums1.length; i++){
            //后面要根据nums2的值找nums1的值，所以把值作为key
            //为了处理res的下一个更大元素，需要num1的下标，所以把下标作为value
            map.put(nums1[i], i);  //(key,value) = (nums1的元素值，对应下标)
        }

        for(int i=0; i < nums2.length; i++){

            //只要当前元素num2[i]比栈内元素大，就要保证单调栈
            while(!stack.isEmpty() && nums2[i] > stack.peek()){
                int key = stack.pop();  //把栈顶的num2值出栈
                //判断nums2的值key是否在num1中
                if(map.containsKey(key)){
                    int index = map.get(key);  //根据key获取nums1下标value
                    res[index] = nums2[i];  //更新为下一个更大的元素值
                }
                //如果num1中没有这个值，就不用处理了
            }
            //当前nums2的元素入栈
            stack.push(nums2[i]);
        }
        return res;
    }
}

503.下一个更大元素II

题目

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]

代码

class Solution {
    public int[] nextGreaterElements(int[] nums) {
        //循环数组找下一个最大元素，其实就是把nums走两遍

        int[] res = new int[nums.length];
        Arrays.fill(res, -1); //默认值为-1

        //栈中放nums的下标，因为更新res需要确定下标，值可以获取
        Stack<Integer> stack = new Stack<>();  //单调栈（递减）


        //nums.length * 2把数组遍历2遍，解决循环数组问题
        int len = nums.length;
        for(int i=0; i < len * 2; i++){
            //如果当前元素比栈内元素大
            while(!stack.isEmpty() && nums[i % len] > nums[stack.peek()]){
                int index = stack.pop();  //栈内元素出栈
                res[index] = nums[i % len]; //更新下一个最大元素值
            }
            stack.push(i % len);  //当前元素下标进栈
        }
        return res;
    }
}