Question

496. 下一个更大元素 I

English Version

题目描述

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 的 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] 的 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
• nums1和nums2中所有整数 互不相同
• nums1 中的所有整数同样出现在 nums2 中

 

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？

解法

方法一：单调栈

单调栈常见模型：找出每个数左/右边离它最近的且比它大/小的数。模板：

stk = []
for i in range(n):
  while stk and check(stk[-1], i):
    stk.pop()
  stk.append(i)

对于本题，先对将 nums2 中的每一个元素，求出其下一个更大的元素。随后对于将这些答案放入哈希表 $m$ 中，再遍历数组 nums1，并直接找出答案。对于 nums2，可以使用单调栈来解决这个问题。

时间复杂度 $O(M+N)$，其中 $M$ 和 $N$ 分别为数组 nums1 和 nums2 的长度。

class Solution:
  def nextGreaterElement(self, nums1: List[int], nums2: List[int]) -> List[int]:
    m = {}
    stk = []
    for v in nums2:
      while stk and stk[-1] < v:
        m[stk.pop()] = v
      stk.append(v)
    return [m.get(v, -1) for v in nums1]

class Solution {
  public int[] nextGreaterElement(int[] nums1, int[] nums2) {
    Deque<Integer> stk = new ArrayDeque<>();
    Map<Integer, Integer> m = new HashMap<>();
    for (int v : nums2) {
      while (!stk.isEmpty() && stk.peek() < v) {
        m.put(stk.pop(), v);
      }
      stk.push(v);
    }
    int n = nums1.length;
    int[] ans = new int[n];
    for (int i = 0; i < n; ++i) {
      ans[i] = m.getOrDefault(nums1[i], -1);
    }
    return ans;
  }
}

class Solution {
public:
  vector<int> nextGreaterElement(vector<int>& nums1, vector<int>& nums2) {
    stack<int> stk;
    unordered_map<int, int> m;
    for (int& v : nums2) {
      while (!stk.empty() && stk.top() < v) {
        m[stk.top()] = v;
        stk.pop();
      }
      stk.push(v);
    }
    vector<int> ans;
    for (int& v : nums1) ans.push_back(m.count(v) ? m[v] : -1);
    return ans;
  }
};

func nextGreaterElement(nums1 []int, nums2 []int) []int {
  stk := []int{}
  m := map[int]int{}
  for _, v := range nums2 {
    for len(stk) > 0 && stk[len(stk)-1] < v {
      m[stk[len(stk)-1]] = v
      stk = stk[:len(stk)-1]
    }
    stk = append(stk, v)
  }
  var ans []int
  for _, v := range nums1 {
    val, ok := m[v]
    if !ok {
      val = -1
    }
    ans = append(ans, val)
  }
  return ans
}

function nextGreaterElement(nums1: number[], nums2: number[]): number[] {
  const map = new Map<number, number>();
  const stack: number[] = [Infinity];
  for (const num of nums2) {
    while (num > stack[stack.length - 1]) {
      map.set(stack.pop(), num);
    }
    stack.push(num);
  }
  return nums1.map(num => map.get(num) || -1);
}

use std::collections::HashMap;

impl Solution {
  pub fn next_greater_element(nums1: Vec<i32>, nums2: Vec<i32>) -> Vec<i32> {
    let mut map = HashMap::new();
    let mut stack = Vec::new();
    for num in nums2 {
      while num > *stack.last().unwrap_or(&i32::MAX) {
        map.insert(stack.pop().unwrap(), num);
      }
      stack.push(num);
    }
    nums1
      .iter()
      .map(|n| *map.get(n).unwrap_or(&-1))
      .collect::<Vec<i32>>()
  }
}

/**
 * @param {number[]} nums1
 * @param {number[]} nums2
 * @return {number[]}
 */
var nextGreaterElement = function (nums1, nums2) {
  let stk = [];
  let m = {};
  for (let v of nums2) {
    while (stk && stk[stk.length - 1] < v) {
      m[stk.pop()] = v;
    }
    stk.push(v);
  }
  return nums1.map(e => m[e] || -1);
};

方法二

class Solution:
  def nextGreaterElement(self, nums1: List[int], nums2: List[int]) -> List[int]:
    m = {}
    stk = []
    for v in nums2[::-1]:
      while stk and stk[-1] <= v:
        stk.pop()
      if stk:
        m[v] = stk[-1]
      stk.append(v)
    return [m.get(x, -1) for x in nums1]

class Solution {
  public int[] nextGreaterElement(int[] nums1, int[] nums2) {
    Deque<Integer> stk = new ArrayDeque<>();
    Map<Integer, Integer> m = new HashMap<>();
    for (int i = nums2.length - 1; i >= 0; --i) {
      while (!stk.isEmpty() && stk.peek() <= nums2[i]) {
        stk.pop();
      }
      if (!stk.isEmpty()) {
        m.put(nums2[i], stk.peek());
      }
      stk.push(nums2[i]);
    }
    int n = nums1.length;
    int[] ans = new int[n];
    for (int i = 0; i < n; ++i) {
      ans[i] = m.getOrDefault(nums1[i], -1);
    }
    return ans;
  }
}

class Solution {
public:
  vector<int> nextGreaterElement(vector<int>& nums1, vector<int>& nums2) {
    stack<int> stk;
    unordered_map<int, int> m;
    for (int i = nums2.size() - 1; ~i; --i) {
      while (!stk.empty() && stk.top() <= nums2[i]) stk.pop();
      if (!stk.empty()) m[nums2[i]] = stk.top();
      stk.push(nums2[i]);
    }
    vector<int> ans;
    for (int& v : nums1) ans.push_back(m.count(v) ? m[v] : -1);
    return ans;
  }
};

func nextGreaterElement(nums1 []int, nums2 []int) []int {
  stk := []int{}
  m := map[int]int{}
  for i := len(nums2) - 1; i >= 0; i-- {
    for len(stk) > 0 && stk[len(stk)-1] <= nums2[i] {
      stk = stk[:len(stk)-1]
    }
    if len(stk) > 0 {
      m[nums2[i]] = stk[len(stk)-1]
    }
    stk = append(stk, nums2[i])
  }
  var ans []int
  for _, v := range nums1 {
    val, ok := m[v]
    if !ok {
      val = -1
    }
    ans = append(ans, val)
  }
  return ans
}

impl Solution {
  pub fn next_greater_element(nums1: Vec<i32>, nums2: Vec<i32>) -> Vec<i32> {
    nums1
      .iter()
      .map(|target| {
        let mut res = -1;
        for num in nums2.iter().rev() {
          if num == target {
            break;
          }
          if num > target {
            res = *num;
          }
        }
        res
      })
      .collect::<Vec<i32>>()
  }
}

/**
 * @param {number[]} nums1
 * @param {number[]} nums2
 * @return {number[]}
 */
var nextGreaterElement = function (nums1, nums2) {
  let stk = [];
  let m = {};
  for (let v of nums2.reverse()) {
    while (stk && stk[stk.length - 1] <= v) {
      stk.pop();
    }
    if (stk) {
      m[v] = stk[stk.length - 1];
    }
    stk.push(v);
  }
  return nums1.map(e => m[e] || -1);
};