解密下一个更大元素 I：揭秘题目的精妙之处

2023-10-15 10:09:56

下一个更大元素 I：揭秘题目的精妙之处

导言

欢迎来到刷题日记的第 99 篇，这一次，我们将携手破解力扣题目 496. 下一个更大元素 I。这是一道颇具挑战性的数组和栈问题，考验着算法设计和数据结构的运用能力。准备好迎接算法思维的洗礼，我们出发吧！

题目

给定一个数组 nums，其中每个元素 nums[i] 代表位于下标 i 的元素。对于每个元素 nums[i]，找到第一个比它大的下一个元素。如果不存在，则用 -1 替换。

例如：

nums = [4, 1, 2]
输出：[-1, 2, -1]

算法设计

解题的关键在于使用单调递减栈。栈是一种数据结构，遵循后进先出（LIFO）原则，即最后加入的元素将第一个被移除。单调递减栈意味着栈中元素按照从大到小的顺序排列。

算法步骤如下：

初始化一个空栈 stack 和一个哈希表 hash_map。
从数组的末尾开始遍历元素：
如果栈为空或当前元素大于栈顶元素，则将当前元素压入栈中，并将该元素作为键，其下一个更大元素作为值添加到 hash_map 中。
如果当前元素小于栈顶元素，则弹出栈顶元素并更新 hash_map，直到栈顶元素大于当前元素。
将当前元素作为键，其下一个更大元素（如果存在）作为值添加到 hash_map 中。
遍历完成时，栈中剩下的元素表示没有下一个更大元素，将它们的键值对更新为 -1。

代码实现

def next_greater_element(nums):
    """
    :type nums: List[int]
    :rtype: List[int]
    """
    stack = []
    hash_map = {}
    for i in range(len(nums)-1, -1, -1):
        while stack and nums[i] >= nums[stack[-1]]:
            stack.pop()
        if stack:
            hash_map[nums[i]] = nums[stack[-1]]
        stack.append(i)
    for i in range(len(nums)):
        nums[i] = hash_map.get(nums[i], -1)
    return nums