力扣第496题 下一个更大元素 I C++ 暴力 | 单调栈(优化)+ Java注释

题目

496. 下一个更大元素 I

简单

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数组 哈希表 单调栈

nums1 中数字 x下一个更大元素 是指 xnums2 中对应位置 右侧第一个x大的元素。

给你两个没有重复元素 的数组 nums1nums2 ,下标从 0 开始计数,其中nums1nums2 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]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:

复制代码
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:

复制代码
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 。

提示:

  • 1 <= nums1.length <= nums2.length <= 1000
  • 0 <= nums1[i], nums2[i] <= 104
  • nums1nums2中所有整数 互不相同
  • nums1 中的所有整数同样出现在 nums2

进阶: 你可以设计一个时间复杂度为 O(nums1.length + nums2.length) 的解决方案吗?

思路和解题方法 一 暴力

  • 首先获取 nums1nums2 的长度,分别存储在变量 mn 中。
  • 创建一个大小为 m 的整数数组 res,用于存储结果。
  • 对于 nums1 中的每个元素,依次执行以下操作:
    • 初始化变量 j 为 0,然后在 nums2 中查找与 nums1[i] 相等的元素的索引。
    • 然后从索引 j+1 开始,在 nums2 中找到比 nums2[j] 大的下一个元素的索引 k
    • res[i] 设置为 k < n ? nums2[k] : -1,即如果找到了下一个更大的元素则赋值给 res[i],否则赋值为 -1。
  • 最后返回结果数组 res

复杂度

时间复杂度:

O(mn)

时间复杂度为 O(mn),其中 m 为 nums1 的长度,n 为 nums2 的长度。这是因为对于 nums1 中的每个元素,都需要在 nums2 中进行线性查找并比较,所以时间复杂度为 O(mn)。

空间复杂度

O(m)

空间复杂度为 O(m),因为除了存储结果的数组外,没有使用额外的空间,所以空间复杂度主要取决于结果数组的大小,与 nums1 的长度相等,因此为 O(m)。

c++ 代码 1

cpp 复制代码
class Solution {
public:
    vector<int> nextGreaterElement(vector<int>& nums1, vector<int>& nums2) {
        int m = nums1.size(); // 获取nums1的长度
        int n = nums2.size(); // 获取nums2的长度
        vector<int> res(m); // 初始化结果数组
        for (int i = 0; i < m; ++i) { // 遍历nums1
            int j = 0;
            while (j < n && nums2[j] != nums1[i]) { // 在nums2中找到与nums1[i]相等的数的索引j
                ++j;
            }
            int k = j + 1;
            while (k < n && nums2[k] < nums2[j]) { // 找到nums2中比nums2[j]大的下一个元素的索引k
                ++k;
            }
            res[i] = k < n ? nums2[k] : -1; // 更新结果数组中第i个元素的值
        }
        return res; // 返回结果数组
    }
};

思路和解题方法 二 单调栈

  • 首先创建一个栈 st 用来保存 nums2 中元素的索引,创建一个大小为 nums1.size() 的整数数组 ans,并初始化为 -1。
  • 如果 nums1 为空,则直接返回初始化好的 ans 数组。
  • 创建一个无序映射 umap,用于存储 nums1 中元素与其索引的对应关系。
  • 遍历 nums2 数组,对于每个元素执行以下操作:
    • 如果当前栈为空或者当前元素小于栈顶元素对应的 nums2 中的值,则将当前元素的索引入栈。
    • 如果当前元素等于栈顶元素对应的 nums2 中的值,则也将当前元素的索引入栈。
    • 如果当前元素大于栈顶元素对应的 nums2 中的值,则循环弹出栈顶元素,并在 umap 中查找是否有对应的索引,若有则在 ans 数组中更新对应位置的值。
  • 最后返回结果数组 ans

复杂度

时间复杂度:

O(m+n)

时间复杂度为 O(m+n),其中 m 为 nums1 的长度,n 为 nums2 的长度。这是因为代码中使用了两个循环,其中一个循环遍历 nums2 数组,另一个循环遍历栈中的元素,总体的时间复杂度与两个数组的长度线性相关。

空间复杂度

O(m+n)

空间复杂度主要取决于栈 st 和哈希表 umap 的空间占用,以及结果数组 ans 的空间。栈 st 的空间复杂度为 O(n),哈希表 umap 的空间复杂度也为 O(n),结果数组 ans 的空间复杂度为 O(m),因此整体空间复杂度为 O(m+n)。

c++ 代码 2

cpp 复制代码
class Solution {
public:
    vector<int> nextGreaterElement(vector<int>& nums1, vector<int>& nums2) {
        stack<int> st; // 创建一个栈 st,用于存储 nums2 中元素的索引
        vector<int> ans(nums1.size(), -1); // 创建一个大小为nums1.size()的结果数组ans,并初始化为-1
        if(nums1.size() == 0) return ans; // 如果 nums1 的长度为0,直接返回结果数组 ans
        unordered_map<int,int> umap; // 创建一个哈希表 umap,用于记录 nums1 中元素与其下标的映射关系
        for(int i = 0;i<nums1.size();i++) // 遍历 nums1 数组,建立 nums1 中元素与其下标的映射关系
        {
            umap[nums1[i]] = i;
        }
        st.push(0); // 将 nums2 数组中第一个元素的索引入栈
        for (int i = 1; i < nums2.size(); i++) { // 从 nums2 数组的第二个元素开始遍历
            if (nums2[i] < nums2[st.top()]) { // 如果当前元素小于栈顶元素,入栈
                st.push(i);
            } else if (nums2[i] == nums2[st.top()]) { // 如果当前元素等于栈顶元素,入栈
                st.push(i);
            } else { // 如果当前元素大于栈顶元素,说明找到了下一个更大的元素
                while (!st.empty() && nums2[i] > nums2[st.top()]) { // 循环直到栈为空或者当前元素小于等于栈顶元素
                if (umap.count(nums2[st.top()]) > 0) { // 检查在 umap 中是否存在该元素
                int index = umap[nums2[st.top()]]; // 根据 umap 找到 nums2[st.top()] 在 nums1 中的下标
                ans[index] = nums2[i]; // 更新结果数组 ans 中对应下标的值
            }
            st.pop(); // 弹出栈顶元素
        }
        st.push(i); // 当前元素入栈
    }
}
return ans; // 返回结果数组 ans

    }
};

Java代码

java 复制代码
public int[] nextGreaterElement(int[] nums1, int[] nums2) {
    // 创建一个哈希表用于存储 nums1 中元素与其索引的对应关系
    HashMap<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
    for (int i = 0; i < nums1.length; i++) {
        map.put(nums1[i], i);
    }

    // 创建一个数组用于存储结果,并初始化为 -1
    int[] res = new int[nums1.length];
    Arrays.fill(res, -1);

    // 创建一个栈用于保存 nums2 中元素的索引
    Stack<Integer> stack = new Stack<>();

    // 遍历 nums2 数组
    for (int i = 0; i < nums2.length; i++) {
        // 如果栈不为空并且当前元素大于栈顶元素对应的 nums2 中的值
        while (!stack.isEmpty() && nums2[stack.peek()] < nums2[i]) {
            // 弹出栈顶元素
            int pre = nums2[stack.pop()];
            // 如果哈希表中存在这个元素,更新结果数组中对应位置的值
            if (map.containsKey(pre)) {
                res[map.get(pre)] = nums2[i];
            }
        }
        // 将当前元素的索引入栈
        stack.push(i);
    }

    return res;  // 返回结果数组
}

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每天都会不定时更新哦 >人< 。

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