【LeetCode-栈】下一个更大元素 II

题目描述

给定一个循环数组（最后一个元素的下一个元素是数组的第一个元素），输出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：

输入: [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。

输入：[5,4,3,2,1]
输出：[-1,5,5,5,5]

题目链接： https://leetcode-cn.com/problems/next-greater-element-ii/

思路

整体使用单调栈来做，如果数组不是循环数组，那么遍历一遍就行了。但是，数组是循环数组，这意味着某个元素的下一个更大元素可能出现在该元素的前面，例如输入[5,4,3,2,1]，输出[-1,5,5,5,5]。这种问题有两种解法，一种是直接将原数组复制一份放到原数组后面，例如[5,4,3,2,1]变为[5,4,3,2,1,5,4,3,2,1]，然后遍历一遍，但是入栈的时候只考虑下标小于 n 的元素（n 为原数组长度），但这样会增加空间复杂度。

还有一种做法就是不显式地扩展数组，而是在遍历的时候将范围 [0, n) 变为 [0, 2n)，假设当前下标为 i，判断 nums[i%n] 和栈顶元素的关系，当 i<n 时入栈。具体代码如下：

class Solution {
public:
    vector<int> nextGreaterElements(vector<int>& nums) {
        if(nums.empty()) return {};

        stack<int> s;
        int n = nums.size();
        vector<int> ans(n, -1);
        for(int i=0; i<n*2; i++){
            if(s.empty() && i<n) s.push(i);
            else{
                if(nums[i%n]<nums[s.top()] && i<n) s.push(i%n);
                else{
                    while(!s.empty() && nums[i%n]>nums[s.top()]){
                        int idx = s.top(); s.pop();
                        ans[idx] = nums[i%n];
                    }
                    if(i<n) s.push(i);
                }
            }
        }
        return ans;
    }
};

下面是更简洁的写法：

class Solution {
public:
    vector<int> nextGreaterElements(vector<int>& nums) {
        if(nums.empty()) return {};

        stack<int> s;
        int n = nums.size();
        vector<int> ans(n, -1);
        for(int i=0; i<n*2; i++){
            int cur = nums[i%n];
            while(!s.empty() && cur>nums[s.top()]){
                int idx = s.top(); s.pop();
                ans[idx] = cur;
            }
            if(i<n) s.push(i);
        }
        return ans;
    }
};

参考

https://leetcode-cn.com/problems/next-greater-element-ii/comments/92706