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

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);
};

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