day50 单调栈 - 技术栈

单调栈的整体的运用范围: 要保留遍历过元素的状态的时候。

问题1：每日温度

题目：

https://leetcode.cn/problems/daily-temperatures/description/

思路：

最关键的问题：是啥单调栈递增还是递减

这个如何判断呢就是看我要比较的比如说我拿到一个温度我要去看看之后比他高的温度对吧所以啥应该放递增栈

代码：

java 复制代码

class Solution {
    public int[] dailyTemperatures(int[] temperatures) {
        Deque<Integer> stack = new LinkedList<>();
        int res[] = new int[temperatures.length];
        stack.push(0);
        for(int i = 1; i < temperatures.length; i++){
            // 循环对比
            while(!stack.isEmpty() && temperatures[i] > temperatures[stack.peek()]){
                res[stack.peek()] = i - stack.peek();
                stack.pop();
            }
            // 如果是空的话 那就添加
            stack.push(i);
        }
    return res;
    }
}

问题2：下一个更大的元素I

题目：

https://leetcode.cn/problems/next-greater-element-i/

思路：

在问题1的基础上加了一个映射

代码：

java 复制代码

class Solution {
    public int[] nextGreaterElement(int[] nums1, int[] nums2) {
        Deque<Integer> stack = new LinkedList<>();
        int res[] = new int[nums1.length];
        // 借用hashmap存放nums[1]的映射
        HashMap<Integer,Integer> map = new HashMap<>();
        for(int i = 0; i < nums1.length; i++) res[i] = -1; 
        for(int i = 0; i < nums1.length; i++) map.put(nums1[i],i);
        stack.push(0);
        for(int i = 1; i < nums2.length; i++){
            while(!stack.isEmpty() && nums2[stack.peek()] < nums2[i]){
                if(!map.containsKey(nums2[stack.peek()])){
                    stack.pop();
                }else{
                    res[map.get(nums2[stack.peek()])] = nums2[i];
                    stack.pop();
                }
            }
            stack.push(i);
            }
        return res;
    }
}

问题3：下一个更大的元素II

题目：

https://leetcode.cn/problems/next-greater-element-ii/description/

思路：

在问题2的基础之上加了个循环的条件遇见循环考虑用nums $i%len$ 一个新的思路

代码：

java 复制代码

class Solution {
    public int[] nextGreaterElements(int[] nums) {
        Deque<Integer> stack = new LinkedList<>();
        int len = nums.length;
        int res[] = new int [len];
        for(int i = 0; i < len; i++) res[i] = -1;
        stack.push(0);
        for(int i = 1; i < len*2; i++){
            while(!stack.isEmpty() && nums[stack.peek()] < nums[i%len]){
                res[stack.peek()] = nums[i%len];
                stack.pop();
            }
            stack.push(i%len);
        }
        return res;
    }
}

问题4：接雨水

题目：

https://leetcode.cn/problems/trapping-rain-water/description/

思路：

在前三道题的基础之上这里维护的是一个区间

left

right

mid

弄清楚这三个

代码：

java 复制代码

class Solution {
    public int trap(int[] height) {
        if(height.length <=2){
            return 0;
        }
        Stack<Integer> stack = new Stack<>();
        int res = 0;
        stack.push(0);
        for(int i = 1; i < height.length; i++){
            if(height[i] < height[stack.peek()]){
                stack.push(i);
            }else if(height[i] == height[stack.peek()]){
                // 因为相等的相邻墙，左边一个是不可能存放雨水的，所以pop左边的index, push当前的index
                stack.pop();
                stack.push(i);
            }else{
                while(!stack.isEmpty() && height[i] > height[stack.peek()]){
                    // 先记录中间的 把移动放到上面
                    int mid = stack.pop();
                    if(!stack.isEmpty()){
                        int h = Math.min(height[i],height[stack.peek()])-height[mid];
                        int w = i - stack.peek()-1;
                        res += (h*w);
                    }
                }
                stack.push(i);
            }
        }
        return res;
    }
}

问题5：柱状图中的最大的矩形

题目：

https://leetcode.cn/problems/largest-rectangle-in-histogram/description/

思路：

在前三道题的基础之上这里维护的是一个区间

left

right

mid

弄清楚这三个

其中这里的是单调递减栈

代码：

java 复制代码

class Solution {
    public int largestRectangleArea(int[] heights) {
        if(heights.length == 0){
            return 0;
        }
        // 增加哨兵
        int[] newheight = new int [heights.length + 2];
        newheight[0] = 0;
        newheight[heights.length + 1] = 0;
        for(int i = 0; i < heights.length; i++){
            newheight[i+1] = heights[i];
        }
        // 单调栈的模版题
        Deque<Integer> stack = new LinkedList<>();
        int maxArea = 0;
        stack.push(0);
        for(int i = 0; i < newheight.length; i++){
            if(newheight[i] > newheight[stack.peek()]){
                stack.push(i);
            }else if(newheight[i] == newheight[stack.peek()]){
                stack.pop();
                stack.push(i);
            }else{
                while(!stack.isEmpty() && newheight[i] < newheight[stack.peek()]){
                    int mid = stack.peek();
                    stack.pop();
                    if(!stack.isEmpty()){
                        int left = stack.peek();
                        int right= i;
                        int h = newheight[mid];
                        int w = right - left -1;
                        maxArea = Math.max(maxArea,h*w);
                    }
                }
                stack.push(i);
            }
        }
        return maxArea;
    }
}