单调栈简要介绍(附带相关题型)
栈我们都知道,满足后进先出的特点(LIFO),我们除了可以用栈来模拟递归的过程还可以用栈来寻找数组对应位置最近的一个最大或最元素,例如给你一个数组nums,让你返回另一个数组ans,其中ans[i]代表寻找最小的下标 j 使得 j >= i&&nums[j] > nums[i],若没有ans[i] = -1。这时候就可以用单调栈
单调栈顾名思义就是栈里面的元素都是单调的(单调递增,或单调递减),用上面的例子来说可以有以下解题思路:
- 使用栈存放数组的下标
- 每次加入元素之前判断栈顶位置的元素和当前位置的元素的大小:如果栈为空跳出比较,否者如果栈顶元素比当前元素小,弹出栈顶元素,将栈顶元素的ans的值更新为当前位置
- 加入当前位置到栈中
这样我们就构造了一个单调栈,栈里面的元素都是单调递减的(读者可以自己思考一下),每次比较栈顶的元素和当前元素大小,可以保证我们取得的 j 是最靠近 i 的位置。例如nums = {5,4,3,2,4,6}时,栈的变化顺序如下:
- 当i == 0时栈为空,ans[0] = 0, i进栈
- 当i == 1时,栈顶元素为0,nums[0] > nums[1],i进栈
- 当i == 2时,栈顶元素为1,nums[1] > nums[2] ,i进栈
- 当i == 3时,栈顶元素为2,nums[2] > nums[3],i进栈
- 当i == 4时,栈顶元素为3,nums[3] < nums[4],3出栈,ans[3] = 4,重复步骤五,直到栈顶元素大于nums[4]
- 当i == 5时,栈顶元素为4(步骤五出栈之后,栈顶元素就变成1),nums[1] < nums[5],ans[1] = 5,直到栈顶元素大于nums[4]
那么进栈的顺序如下图(注意栈存放的是数组的下标):
因此ans = {5,5,4,4,5,-1}
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