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LeetCode_503_NextGreaterElementII.java
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LeetCode_503_NextGreaterElementII.java
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package problems.stack;
import java.util.Arrays;
import java.util.LinkedList;
/**
* 503. 下一个更大元素 II
* 难度：中等
*
* 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 1:
*
* 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。
* 注意: 输入数组的长度不会超过 10000。
*
* 相似题目：496. 下一个更大元素 I
*
* @author kyan
* @date 2020/1/31
*/
public class LeetCode_503_NextGreaterElementII {
/**
* 思路1
* 单调栈，把原数组扩展至2倍，从后往前遍历
* 例如 [3,8,4,1,2] 扩展2倍 [3,8,4,1,2,3,8,4,1,2]
* 然后创建一个数组用于存储结果，从后往前遍历数组 [3,8,4,1,2]
*
* step1：[3,8,4,1,2,3,8,4,1,2] stack empty,push(2)
* ^
* | |
* | | [ , , , , , , , , ,-1]
* |_2_|
*
* step2：[3,8,4,1,2,3,8,4,1,2] 1<top(2),push(1)
* ^
* | |
* | 1 | [ , , , , , , , ,2,-1]
* |_2_|
*
* step3：[3,8,4,1,2,3,8,4,1,2] 4>top(1),pop(1),4>top(2),pop(2),push(4)
* ^
* | |
* | | [ , , , , , , ,-1,2,-1]
* |_4_|
*
* step4：[3,8,4,1,2,3,8,4,1,2] 8>top(4),pop(4),push(8)
* ^
* | |
* | | [ , , , , , ,-1,-1,2,-1]
* |_8_|
*
* step5：[3,8,4,1,2,3,8,4,1,2] 3<top(8),push(3)
* ^
* | |
* | 3 | [ , , , , ,8,-1,-1,2,-1]
* |_8_|
*
* step6：[3,8,4,1,2,3,8,4,1,2] 2<top(3),push(2)
* ^
* | 2 |
* | 3 | [ , , , ,3,8,-1,-1,2,-1]
* |_8_|
*
* step7：[3,8,4,1,2,3,8,4,1,2] 1<top(2),push(1)
* ^
* | 1 |
* | 2 |
* | 3 | [ , , ,2,3,8,-1,-1,2,-1]
* |_8_|
*
* step8：[3,8,4,1,2,3,8,4,1,2] 4>top(1),pop(1),4>top(2),pop(2),4>top(3),pop(3),4<top(8),push(4)
* ^
* | |
* | 4 | [ , ,8,2,3,8,-1,-1,2,-1]
* |_8_|
*
* step9：[3,8,4,1,2,3,8,4,1,2] 8>top(4),pop(4),8>=top(8),pop(8),push(8)
* ^
* | |
* | | [ ,-1,8,2,3,8,-1,-1,2,-1]
* |_8_|
*
* step10：[3,8,4,1,2,3,8,4,1,2] 3<top(8),push(3)
* ^
* | |
* | 3 | [8,-1,8,2,3,8,-1,-1,2,-1]
* |_8_|
*
* 所以最后结果取前5位 [8,-1,8,2,3]
*
* time 13ms, beat 92.77%
* space 40.6MB, beat 43.99%
*/
public static class Solution1 {
public int[] nextGreaterElements(int[] nums) {
LinkedList<Integer> stack = new LinkedList<>();
int[] ans = new int[nums.length];
int[] tempAns = new int[nums.length*2];
int[] tempNums = new int[nums.length*2];
//扩展2倍
for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
tempNums[i] = nums[i];
tempNums[nums.length + i] = nums[i];
}
for (int i = tempNums.length-1; i >= 0; i--) {
while (!stack.isEmpty() && stack.peek() <= tempNums[i]) {
//把小的栈顶数字弹出
stack.pop();
}
tempAns[i] = stack.isEmpty() ? -1 : stack.peek();
stack.push(tempNums[i]);
}
for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
ans[i] = tempAns[i];
}
return ans;
}
}
/**
* 思路2
* 和思路1相似，但是不扩展原数组，在原数组的基础上循环入栈，也是从后往前遍历入栈
* 例如：[3,8,4,1,2]
*
* step1：[3,8,4,1,2] stack empty,push(2)
* ^
* | |
* | | [ , , , ,-1]
* |_2_|
*
* step2：[3,8,4,1,2] 1<top(2),push(1)
* ^
* | |
* | 1 | [ , , ,2,-1]
* |_2_|
*
* step3：[3,8,4,1,2] 4>top(1),pop(1),4>top(2),pop(2),push(4)
* ^
* | |
* | | [ , ,-1,2,-1]
* |_4_|
*
* step4：[3,8,4,1,2] 8>top(4),pop(4),push(8)
* ^
* | |
* | | [ ,-1,-1,2,-1]
* |_8_|
*
* step5：[3,8,4,1,2] 3<top(8),push(3)
* ^
* | |
* | 3 | [8,-1,-1,2,-1]
* |_8_|
*
* step6：第二次循环 [3,8,4,1,2] 2<top(3),push(2)
* ^
* | 2 |
* | 3 | [8,-1,-1,2,3]
* |_8_|
*
* step7：[3,8,4,1,2] 1<top(2),push(1)
* ^
* | 1 |
* | 2 |
* | 3 | [8,-1,-1,2,3]
* |_8_|
*
* step8：[3,8,4,1,2] 4>top(1),pop(1),4>top(2),pop(2),4>top(3),pop(3),4<top(8),push(4)
* ^
* | |
* | 4 | [8,-1,8,2,3]
* |_8_|
*
* step9：[3,8,4,1,2] 8>top(4),pop(4),8>=top(8),pop(8),push(8)
* ^
* | |
* | | [8,-1,8,2,3]
* |_8_|
*
* step10：[3,8,4,1,2] 3<top(8),push(3)
* ^
* | |
* | 3 | [8,-1,8,2,3]
* |_8_|
*
* time 16ms, beat 90.88%
* space 40.3MB, beat 54.65%
*
*/
public static class Solution2 {
public int[] nextGreaterElements(int[] nums) {
int[] ans = new int[nums.length];
LinkedList<Integer> stack = new LinkedList<>();
for (int i = nums.length*2-1; i >=0; i--) {
int index = i % nums.length;
while (!stack.isEmpty() && stack.peek() <= nums[index]) {
stack.pop();
}
ans[index] = stack.isEmpty() ? -1 : stack.peek();
stack.push(nums[index]);
}
return ans;
}
}
public static void main(String[] args) {
// int[] nums = {2,1,2,1,4,3};
int[] nums = {100,1,11,1,120,111,123,1,-1,-100};
System.out.println(Arrays.toString(new Solution1().nextGreaterElements(nums)));
System.out.println(Arrays.toString(new Solution2().nextGreaterElements(nums)));
}
}