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leetcode 601 ~ 650
每日温度

每日温度

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题目描述

代码结果

运行时间: 496 ms, 内存: 19 MB


/**
 * 题目思路:
 * 使用类似于Java的解法,只是利用Java Stream API来实现。
 * 我们可以使用IntStream来简化对数组的遍历和处理。
 */
import java.util.*;
import java.util.stream.*;

public int[] dailyTemperaturesStream(int[] temperatures) {
    Stack<Integer> stack = new Stack<>();
    int[] answer = new int[temperatures.length];

    IntStream.range(0, temperatures.length).map(i -> temperatures.length - 1 - i).forEach(i -> {
        while (!stack.isEmpty() && temperatures[stack.peek()] <= temperatures[i]) {
            stack.pop();
        }
        answer[i] = stack.isEmpty() ? 0 : stack.peek() - i;
        stack.push(i);
    });
    return answer;
}

解释

方法:

这个题解使用了单调栈的方法。我们维护一个单调递减的栈,栈中存储的是数组的下标。当遍历到当前元素时,如果栈顶元素对应的温度比当前温度低,则将栈顶元素弹出,并计算其与当前下标的差值,即为下一个更高温度出现的天数。重复这个过程直到栈为空或者栈顶元素对应的温度比当前温度高。最后将当前下标压入栈中。

时间复杂度:

O(n)

空间复杂度:

O(n)

代码细节讲解

🦆
在题解中使用了单调栈的方法,为什么选择单调栈而不是其他数据结构如队列或普通列表?
单调栈被选用是因为它能有效地处理与顺序相关的问题,特别是在需要解决元素前后关系的问题时很有用。在这个题目中,我们需要找到每个温度后面第一个更高的温度。使用单调栈可以在一次遍历中完成这个任务,因为它可以在遇到一个需要解决的温度时立即进行处理。如果使用队列或普通列表,我们可能需要多次遍历数据或进行复杂的索引操作,这样会增加时间复杂度。
🦆
单调栈中元素是按照什么顺序排列的?为什么需要维持这种顺序?
单调栈中的元素是按照温度的递减顺序排列的。这种顺序是必要的,因为我们需要找到每个元素后面第一个更高的温度。当遍历到一个新的温度时,如果它比栈顶的温度高,那么栈顶的温度就找到了它后面的第一个更高温度。通过维持这种递减顺序,我们可以保证每个被弹出的温度都正确地找到了其后的更高温度,从而有效地解决问题。
🦆
题解提到每个元素最多只会被压入和弹出栈一次,这种操作如何确保找到每个日期后面第一个更高的温度?
这种操作确保了每个元素在被处理时,其在栈中的位置正好位于它之前所有未找到更高温度的日期的最前面。当一个新的温度到来并且比栈顶温度高时,栈顶的日期就找到了它的更高温度。因此,这个日期可以从栈中被移除。由于每个元素在进入栈时都是因为没有找到更高的温度,而每次从栈中移除都是因为找到了更高的温度,这保证了每个日期只被压入和弹出一次,同时也保证了算法的效率。
🦆
在极端情况下,例如温度列表是单调递减的,栈的行为和性能会怎样?
在温度列表单调递减的极端情况下,由于没有任何一个温度会比前一个高,栈将会在每次迭代中接收新的下标,而不会有任何弹出操作直到遍历结束。这意味着栈的大小会增长到与输入列表的大小相同。但即使在这种情况下,每个元素仍然只被压入栈一次,并在最后一次迭代结束时集中弹出。因此,总体时间复杂度依然是O(n),其中n是列表的长度。虽然空间复杂度可能在这种情况下达到最大,即O(n),但这仍然是可接受的,因为我们需要额外的空间来存储栈。

相关问题

下一个更大元素 I

nums1 中数字 x 的 下一个更大元素 是指 x 在 nums2 中对应位置 右侧第一个 比 x 大的元素。

给你两个 没有重复元素 的数组 nums1 和 nums2 ,下标从 0 开始计数,其中nums1 是 nums2 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:

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:

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?