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496. 下一个更大元素 I

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

我们可以从右往左遍历数组 $\textit{nums2}$，维护一个从栈顶到栈底单调递增的栈 $\textit{stk}$，并且用哈希表 $\textit{d}$ 记录每个元素的下一个更大元素。

遍历到元素 $x$ 时，如果栈不为空且栈顶元素小于 $x$，我们就不断弹出栈顶元素，直到栈为空或者栈顶元素大于等于 $x$。此时，如果栈不为空，栈顶元素就是 $x$ 的下一个更大元素，否则 $x$ 没有下一个更大元素。

最后我们遍历数组 $\textit{nums1}$，根据哈希表 $\textit{d}$ 得到答案。

时间复杂度 $O(m + n)$，空间复杂度 $O(n)$。其中 $m$ 和 $n$ 分别为数组 $\textit{nums1}$ 和 $\textit{nums2}$ 的长度。

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

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

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

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

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function nextGreaterElement(nums1: number[], nums2: number[]): number[] {
    const stk: number[] = [];
    const d: Record<number, number> = {};
    for (const x of nums2.reverse()) {
        while (stk.length && stk.at(-1)! < x) {
            stk.pop();
        }
        d[x] = stk.length ? stk.at(-1)! : -1;
        stk.push(x);
    }
    return nums1.map(x => d[x]);
}

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use std::collections::HashMap;

impl Solution {
    pub fn next_greater_element(nums1: Vec<i32>, nums2: Vec<i32>) -> Vec<i32> {
        let mut stk = Vec::new();
        let mut d = HashMap::new();
        for &x in nums2.iter().rev() {
            while let Some(&top) = stk.last() {
                if top <= x {
                    stk.pop();
                } else {
                    break;
                }
            }
            if let Some(&top) = stk.last() {
                d.insert(x, top);
            }
            stk.push(x);
        }

        nums1
            .into_iter()
            .map(|x| *d.get(&x).unwrap_or(&-1))
            .collect()
    }
}

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/**
 * @param {number[]} nums1
 * @param {number[]} nums2
 * @return {number[]}
 */
var nextGreaterElement = function (nums1, nums2) {
    const stk = [];
    const d = {};
    for (const x of nums2.reverse()) {
        while (stk.length && stk.at(-1) < x) {
            stk.pop();
        }
        d[x] = stk.length ? stk.at(-1) : -1;
        stk.push(x);
    }
    return nums1.map(x => d[x]);
};

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