o(n)时间复杂度查找所有元素后面第一个比他大的数

说明

1. 输入n个无序整数
   输出 每个数之后第一个比他大的数,要求时间o(n)
   示例:
   1,-1,2,3
   输出:
   2 2 3

解决思路:栈+栈底指针
逻辑:
栈中存储元素位置索引
int bottom=0;// 初始化栈底索引

分析:

注意时间复杂度是o(n) 说明是只需要遍历一次,如果没这个限制,会自然而然想到两层循环遍历
解决方式:栈+栈底指针
输入:input[]
输入第i个元素

1. 栈为空,i=入栈, bottom =i
2. 输入>栈底元素,那么栈中需要全部出栈(始终保持栈底是最大元素),执行1
3. 输入<=栈底元素,不能直接入栈,(因为可能栈顶元素比较小,那么新元素就是栈顶元素的后面的第一个比他大的元素)
   3.1 输入<= 栈顶元素 ,直接入栈
   3.2 输入> 栈顶元素,出栈,再入栈 (3.1,3.2 保证元素从栈底->栈顶保持非减顺序)(入栈前注意是否需要更新bottom指针)
4. 输入遍历完,栈中还剩余的元素则是不能找见之后比他大的元素

java代码实现:

将输出的序列放在了新的数组之中(也可以修改原数组)

/**
 * @author wangwei
 * @date 2019/3/7 14:03
 * @classDescription 输入是一个无无序数组
 * 输出:每个元素的之后一个第一个比自己大的元素
 * 要求o(n) 的时间复杂度
 */
public class FindFirstBiggerAfterSelf {

    public int [] solution(int[] input) {
        if(null==input||0==input.length){
            return  null ;
        }
        Stack<Integer> stack = new Stack<>();
        int bottom = 0; // 初始化栈底指针
        int [] result=new int[input.length];// 记录搜索结果

        for (int i = 0; i < input.length; i++) {
        //1. 栈空
            if (stack.isEmpty()) {
                bottom = i;
                stack.push(i);
                continue;
            }
            // 栈底是栈中最大元素
            // 假设栈中是  3  1
            // 输入是  2     3>2  入栈  ,但是2大于栈顶的1  ,也就是说 2 是1 后面第一个比他大的数
            //   这是应该将1弹出,2压入
            // 栈:  3 2
            // 输入  4          3<4  弹栈(清空栈)  4入栈
            // 栈:  4
           
            //2. 栈底元素大于等于输入
            if (input[bottom] >= input[i]) {
                // 需要判断栈顶是否也是比新元素大
                // 栈顶较小,说明新元素是栈顶元素的后面的第一个比他大的元素
                if (input[stack.peek()] < input[i]) {
                    result[stack.pop()] = input[i];
                }
                // 这里保证了 栈中元素是: 栈底->栈顶 是由大到小的顺序
                if (stack.isEmpty()) {
                    bottom = i;// 更新栈底指针
                }
                stack.push(i);
                continue;
            }

            //3. 输入元素大于栈底,那么全部弹栈
            while (!stack.isEmpty()) {
                result[stack.pop()] = input[i];
              }
            bottom = i;
            stack.push(i);

        }
        // 4 .处理没找到之后的比他大的位置,此时索引应该还在栈中
        while (!stack.isEmpty()){
            result[stack.pop()]=Integer.MIN_VALUE;
        }
        return result;


    }

    public static void main(String[] args) {
        int[] input = RandomUtil.randomInts(1, 20, 10);
        RandomUtil.printArray(input);
        System.out.println("------------------------");
       int [] result=new FindFirstBiggerAfterSelf().solution(input);
        RandomUtil.printArray(result);
    }
}

测试:第一行是输入,分割线后是输出