牛客单调栈结构(进阶)

Problem: 单调栈结构(进阶)

文章目录

• 思路
• 解题方法
• 复杂度
• Code

思路

这是一个单调栈的问题。单调栈是一种特殊的栈结构，它的特点是栈中的元素保持单调性。在这个问题中，我们需要找到每个元素左边和右边第一个比它小的元素。我们可以使用一个单调递减的栈来解决这个问题。

我们从左到右遍历数组，对于每个元素，我们将其与栈顶元素进行比较。如果当前元素小于栈顶元素，那么我们就找到了栈顶元素右边第一个比它小的元素，我们可以将栈顶元素出栈，并记录下这个信息。然后我们继续将当前元素与新的栈顶元素进行比较，直到当前元素大于栈顶元素或者栈为空，然后我们将当前元素入栈。

在遍历结束后，栈中可能还会剩下一些元素，这些元素右边没有比它们小的元素，我们可以将它们出栈，并记录下这个信息。

最后，我们需要处理一下相等的情况。如果一个元素右边第一个比它小的元素和它相等，那么我们需要找到右边第一个不等于它的元素。

解题方法

我们使用一个栈和一个二维数组来解决这个问题。栈用来存储元素的索引，二维数组用来存储每个元素左边和右边第一个比它小的元素的索引。

复杂度

时间复杂度:

O ( n ) O(n) O(n)，我们只需要遍历一次数组。

空间复杂度:

O ( n ) O(n) O(n)，我们需要一个栈和一个二维数组来存储信息。

Code

import java.util.*;
import java.io.*;

// 注意类名必须为 Main, 不要有任何 package xxx 信息
public class Main {
    static BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
    static PrintWriter out = new PrintWriter(new OutputStreamWriter(System.out));
    static StreamTokenizer sr = new StreamTokenizer(in);
    static int MAXN = 1000010;
    static int n, r;
    static int[] stack = new int[MAXN];
    static int[][] ans = new int[MAXN][2];
    static int[] arr = new int[MAXN];
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        n = nextInt();
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            arr[i] = nextInt();
        }
        deal();
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            out.println(ans[i][0] + " " + ans[i][1]);
        }
        out.flush();

    }

    private static void deal() {
        r = 0;
        int cur;
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            while (r > 0 && arr[stack[r - 1]] >= arr[i]) {
                cur = stack[--r];
                ans[cur][0] = r > 0 ? stack[r - 1] : -1;
                ans[cur][1] = i;
            }
            stack[r++] = i;
        }

        while (r > 0) {
            cur = stack[--r];
            ans[cur][0] = r > 0 ? stack[r - 1] : -1;
            ans[cur][1] = -1;
        }

        for (int i = n - 2; i >= 0; i--) {
			if (ans[i][1] != -1 && arr[ans[i][1]] == arr[i]) {
				ans[i][1] = ans[ans[i][1]][1];
			}
		}
    }
    static int nextInt() throws IOException {
        sr.nextToken();
        return (int)sr.nval;
    }
}