单调栈详解【C/C++】
单调栈是一种思想,那必然衍生出了理论(一切操作基于stack)。
单调递增:从栈顶到栈底,保持递增。注意是从栈顶!
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|6 5 4 3 2 1 <-栈顶
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单调递减:从栈顶到栈底,保持递减。
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|1 2 3 4 5 6 <-栈顶
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而常见的题型:
- 下一个更大元素:维护递减栈,当新元素大于栈顶时,栈顶元素的下一个更大元素即为当前元素。
- 接雨水问题:通过双单调栈分别记录左右边界的最大高度,计算每个位置能接的雨水量。
- 股票买卖问题:利用单调栈追踪价格趋势,找到最佳买卖点。
接下来,用题目来实操!切记,单调栈内 存入下标更优。
大纲:
1、每日温度--单调栈的简单应用
2、接雨水--用单调栈实现贪心思想 && 能用双指针(对撞指针)替代
题目
1、每日温度
给定一个整数数组 temperatures ,表示每天的温度,返回一个数组 answer ,其中 answer[i] 是指对于第 i 天,下一个更高温度出现在几天后。如果气温在这之后都不会升高,请在该位置用 0 来代替。
示例 1:
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输入: temperatures = [73,74,75,71,69,72,76,73]
输出: [1,1,4,2,1,1,0,0]
示例 2:
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输入: temperatures = [30,40,50,60]
输出: [1,1,1,0]
示例 3:
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输入: temperatures = [30,60,90]
输出: [1,1,0]
提示:
1 <= temperatures.length <= 10530 <= temperatures[i] <= 100
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class Solution {
// 如果暴力,时间复杂度为O(n^2)
// 利用其单调性
public:vector<int> dailyTemperatures(vector<int>& temperatures) {vector<int> res(temperatures.size());stack<int> st;for(int i=0; i<temperatures.size(); ++i){while(!st.empty()&&temperatures[st.top()]<temperatures[i]){res[st.top()]=i-st.top();st.pop();}st.push(i);}return res;}
};
2、接雨水
给定 n 个非负整数表示每个宽度为 1 的柱子的高度图,计算按此排列的柱子,下雨之后能接多少雨水。
示例 1:

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输入:height = [0,1,0,2,1,0,1,3,2,1,2,1]
输出:6
解释:上面是由数组 [0,1,0,2,1,0,1,3,2,1,2,1] 表示的高度图,在这种情况下,可以接 6 个单位的雨水(蓝色部分表示雨水)。
示例 2:
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输入:height = [4,2,0,3,2,5]
输出:9
提示:
n == height.length1 <= n <= 2 * 1040 <= height[i] <= 105
解题思路: 首先申明一下,本题也能用双指针中的对撞指针解决。 本题巧妙运用单调栈的单调性质 并结合 贪心思想。 设置了一个单调递增栈。 如果有大于栈顶的元素进来了 那代表两个柱子之间可能存在洼地 这时,取栈顶的前两个元素 栈顶top、栈顶的下面的下个元素left。 为啥要取top呢,是为了获得水的最低点。 方便计算面积。
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class Solution {
public:int trap(vector<int>& height) {stack<int> st;int square = 0;for(int i=0; i<height.size(); ++i){while(!st.empty() && height[st.top()]<height[i]){if(st.size()>=2){int cur = st.top();st.pop();int left = st.top();square += (min(height[left],height[i])-height[cur])*(i-left-1); }else{st.pop();}}st.push(i);}return square;}
};
