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LeetCode 热题 100 | 739. 每日温度

大家好，今天我们来解决一道经典的算法题——每日温度。这道题在 LeetCode 上被标记为中等难度，要求我们找到一个数组，其中每个元素表示从当前天开始，下一个更高温度出现的天数。如果之后没有更高的温度，则用 0 代替。下面我将详细讲解解题思路，并附上 Python 代码实现。

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问题描述

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的天数。如果之后没有更高的温度，则用 0 代替。

示例 1：

输入: temperatures = [73,74,75,71,69,72,76,73]
输出: [1,1,4,2,1,1,0,0]

示例 2：

输入: temperatures = [30,40,50,60]
输出: [1,1,1,0]

示例 3：

输入: temperatures = [30,60,90]
输出: [1,1,0]

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解题思路

核心思想

1. 单调栈：

   • 使用一个栈来存储温度的索引，栈内元素保持单调递减的顺序。
   • 遍历温度数组时，如果当前温度大于栈顶温度，说明找到了一个更高的温度，可以更新答案并弹出栈顶元素。
   • 如果当前温度小于或等于栈顶温度，直接将当前索引入栈。

2. 答案数组初始化：

   • 初始化答案数组 answer，长度与 temperatures 相同，所有元素初始值为 0。如果后续没有找到更高的温度，这些位置的值将保持为 0。

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Python代码实现

def dailyTemperatures(temperatures):n = len(temperatures)answer = [0] * n  # 初始化答案数组stack = []  # 单调栈，存储温度的索引for i, temp in enumerate(temperatures):# 当前温度大于栈顶温度，更新答案并弹出栈顶元素while stack and temp > temperatures[stack[-1]]:prev_index = stack.pop()answer[prev_index] = i - prev_index# 当前索引入栈stack.append(i)return answer# 测试示例
print(dailyTemperatures([73,74,75,71,69,72,76,73]))  # 输出: [1,1,4,2,1,1,0,0]
print(dailyTemperatures([30,40,50,60]))  # 输出: [1,1,1,0]
print(dailyTemperatures([30,60,90]))  # 输出: [1,1,0]

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代码解析

1. 初始化答案数组和栈：

   • answer 初始化为长度为 n 的数组，所有元素为 0。
   • stack 用于存储温度的索引，保持单调递减的顺序。

2. 遍历温度数组：

   • 使用 enumerate 遍历温度数组，同时获取索引和温度值。

3. 更新答案并弹出栈顶元素：

   • 如果当前温度大于栈顶温度，说明找到了一个更高的温度，计算天数差并更新答案数组，然后弹出栈顶元素。
   • 重复上述步骤，直到栈为空或当前温度小于等于栈顶温度。

4. 当前索引入栈：

   • 将当前索引入栈，继续遍历。

5. 返回答案数组：

   • 最终返回答案数组 answer。

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复杂度分析

• 时间复杂度：O(n)，其中 n 是数组的长度。每个元素最多入栈和出栈一次。
• 空间复杂度：O(n)，栈的大小最多为 n。

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示例运行

示例 1

输入: temperatures = [73,74,75,71,69,72,76,73]
输出: [1,1,4,2,1,1,0,0]

示例 2

输入: temperatures = [30,40,50,60]
输出: [1,1,1,0]

示例 3

输入: temperatures = [30,60,90]
输出: [1,1,0]

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总结

通过使用单调栈，我们可以高效地找到每个温度之后的第一个更高温度。这种方法不仅简洁，而且效率非常高，适合处理类似的问题。希望这篇题解对大家有所帮助，如果有任何问题，欢迎在评论区留言讨论！

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