单调栈是一种巧妙的数据结构技巧,专门用来解决”找左/右第一个更大或更小值”这类问题。核心思路是:栈内元素始终保持单调递增(或递减)的顺序,每次入栈时把不满足条件的元素弹出并结算答案,整体复杂度 O(n),而暴力两层循环需要 O(n²)。
以 LeetCode 739《每日温度》为例,给定温度数组,求每天需要等几天才能等到更高温度:
fun dailyTemperatures(t: IntArray): IntArray {
val res = IntArray(t.size)
val stack = ArrayDeque<Int>() // 存"还未找到答案"的索引
for (i in t.indices) {
// 当前温度比栈顶温度高,栈顶可以结算了
while (stack.isNotEmpty() && t[i] > t[stack.last()]) {
val idx = stack.removeLast()
res[idx] = i - idx
}
stack.addLast(i)
}
return res
}
关键点:栈里存的是索引,不是温度值本身,这样结算时直接做下标差即可。栈底到栈顶温度单调递减,遇到更高温度批量弹出结算。
同一思路可以解决一整个题族:
- 84. 柱状图中最大矩形:单调递增栈,弹出时计算以当前高度为最小值的宽度
- 42. 接雨水:单调递减栈,弹出时计算凹槽能装的水量
- 496 / 503. 下一个更大元素 I / II:配合哈希表或循环数组
面试中的识别信号:题目提到”第一个比我大/小的“、”左右边界“、”区间内最值“,几乎都可以往单调栈方向想。
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