单调队列 Monotonic Queue / 单调栈 Monotonic Stack

2018-11-16 22:45:48

一、单调队列 Monotone Queue

• 239. Sliding Window Maximum

问题描述：

问题求解：

本题是一个经典的可以使用双端队列或者说单调队列完成的题目，具体来说，就是通过双端队列将可能的最大值维护起来。

    public int[] maxSlidingWindow(int[] nums, int k) {
        if (nums == null || nums.length < k || k == 0) return new int[0];
        Deque<Integer> q = new LinkedList<>();
        int[] res = new int[nums.length - k + 1];
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            while (!q.isEmpty() && q.getLast() < nums[i]) q.pollLast();
            q.addLast(nums[i]);
            if (i >= k - 1) {
                res[i - k + 1] = q.getFirst();
                if (q.getFirst() == nums[i - k + 1]) q.pollFirst();
            }
        }
        return res;
    }　

　　

二、单调栈 Monotone Stack

什么是Monotonic Stack？

答：从栈顶到栈底是按照单调顺序排列的。

• 739. Daily Temperatures

问题描述：

问题求解：

维护一个从栈顶到栈底单调递增的栈。

从末尾向前遍历，如果当前的数值比栈顶的数值要大的话，那么显然更小的数值是不再需要的了，直接pop即可。

    public int[] dailyTemperatures(int[] T) {
        int[] res = new int[T.length];
        Stack<int[]> stack = new Stack<>();
        for (int i = T.length - 1; i >= 0; i--) {
            while (!stack.isEmpty() && stack.peek()[0] <= T[i]) stack.pop();
            res[i] = stack.isEmpty() ? 0 : stack.peek()[1] - i;
            stack.push(new int[]{T[i], i});
        }
        return res;
    }

• 1019. Next Greater Node In Linked List

问题描述：

问题求解：

    public int[] nextLargerNodes(ListNode head) {
        List<Integer> nums = new ArrayList<>();
        for (ListNode cur = head; cur != null; cur = cur.next) {
            nums.add(cur.val);
        }
        int[] res = new int[nums.size()];
        Stack<Integer> stack = new Stack<>();
        for (int i = nums.size() - 1; i >= 0; i--) {
            while (!stack.isEmpty() && stack.peek() <= nums.get(i)) stack.pop();
            res[i] = stack.isEmpty() ? 0 : stack.peek();
            stack.push(nums.get(i));
        }
        return res;
    }

• 901. Online Stock Span

问题描述：

问题求解：

public class StockSpanner {
    Stack<int[]> stack;
    int idx;

    public StockSpanner() {
        stack = new Stack<>();
        stack.push(new int[]{Integer.MAX_VALUE, -1});
        idx = 0;
    }

    public int next(int price) {
        while (stack.peek()[1] <= price) stack.pop();
        int res = idx - stack.peek()[1];
        stack.push(new int[]{price, idx});
        idx++;
        return res;
    }
}