代码随想录之单调栈

单调栈

每日温度

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。

class Solution {
    public int[] dailyTemperatures(int[] temperatures) {
        // 从栈顶到栈底，保持递增顺序，从而求得右边更大的数字
        int len = temperatures.length;
        int[] res = new int[len];
        Deque<Integer> stack = new LinkedList<>();

        for(int i = 0; i < len; i++){
            while(!stack.isEmpty() && temperatures[i] > temperatures[stack.peek()]){
                res[stack.peek()] = i - stack.peek();
                stack.pop();
            }
            stack.push(i);
        }

        return res;
    }
}

下一个更大元素 I

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 。

class Solution {
    public int[] nextGreaterElement(int[] nums1, int[] nums2) {
        HashMap<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
        for(int i = 0; i < nums1.length; i++){
            map.put(nums1[i], i);
        }

        int[] res = new int[nums1.length];
        Stack<Integer> stack = new Stack<>();
        Arrays.fill(res, -1);

        for(int i = 0; i < nums2.length; i++){
            while(!stack.isEmpty() && nums2[stack.peek()] < nums2[i]){
                int prev = nums2[stack.pop()];
                if(map.containsKey(prev)){
                    res[map.get(prev)] = nums2[i];
                }
            }
            stack.push(i);
        }

        return res;
    }
}

接雨水

给定 n 个非负整数表示每个宽度为 1 的柱子的高度图，计算按此排列的柱子，下雨之后能接多少雨水。

class Solution {
    public int trap(int[] height) {
        // 从栈顶到栈底单调递增，从而判断出凹槽
        int len = height.length;
        if(len <= 2) return 0;

        Stack<Integer> stack = new Stack<>();
        stack.push(0);

        int sum = 0;
        for(int i = 1; i < len; i++){
            int top = stack.peek();
            if(height[i] < height[top]){ // 小于栈顶，压入栈
                stack.push(i);
            } else if(height[i] == height[top]){ // 等于栈顶，更新栈顶
                stack.pop();
                stack.push(i);
            } else { // 大于栈顶，出现凹槽，进行计算
                while(!stack.isEmpty() && height[i] > height[top]){
                    int mid = stack.pop(); // 凹槽地板
                    if(!stack.isEmpty()){
                        int left = stack.peek(); // 左边的第一根柱子，i为右边的柱子
                        int h = Math.min(height[left], height[i]) - height[mid];
                        int w = i - left - 1;
                        sum += h * w;
                        top = stack.peek(); // 更新
                    }
                }
                stack.push(i);
            }
        }

        return sum;
    }
}

柱状图中最大的矩形

给定 n 个非负整数，用来表示柱状图中各个柱子的高度。每个柱子彼此相邻，且宽度为 1 。
求在该柱状图中，能够勾勒出来的矩形的最大面积。

class Solution {
    public int largestRectangleArea(int[] heights) {
        // 遇到矮的柱子就计算，故从栈顶到栈底是单调递减的
        int[] newHeight = new int[heights.length + 2];
        System.arraycopy(heights, 0, newHeight, 1, heights.length);
        newHeight[heights.length + 1] = 0;
        newHeight[0] = 0;

        Stack<Integer> stack = new Stack<>();
        stack.push(0);

        int res = 0;
        for(int i = 1; i < newHeight.length; i++){
            while(newHeight[i] < newHeight[stack.peek()]){ // 注意i在这里不变，因此宽是正确的
                int mid = stack.pop();
                int w = i - stack.peek() - 1;
                int h = newHeight[mid];
                res = Math.max(res, h * w);
            }
            stack.push(i);
        }

        return res;
    }
}