Python實現數據結構與算法——每日溫度

題目描述：

根據每日氣溫列表，請重新生成一個列表，對應位置的輸入是你需要再等待多久溫度纔會升高超過該日的天數。如果之後都不會升高，請在該位置用 0 來代替。

例如，給定一個列表 temperatures = [73, 74, 75, 71, 69, 72, 76, 73]，你的輸出應該是 [1, 1, 4, 2, 1, 1, 0, 0]。

提示：

氣溫 列表長度的範圍是 [1, 30000]。每個氣溫的值的均爲華氏度，都是在 [30, 100] 範圍內的整數。

來源：力扣（LeetCode）
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解題思路：

對於給定的temperatures數組T，對於任意位置的值，只需要找到下一個比當前值大的值即可。所以，最直接的方法應該是從頭開始遍歷數組，暴力法解決問題。但是這種辦法在數據量變大的時候，測試會出現超時問題。
所以考慮是否可以對數組進行剪枝操作。
用數組result記錄結果，如果反向遍歷數組T，那麼
當T[m]<T[i]時，直接給result[i]賦值爲len(T)-i。
當T[m]>T[i]時，把元素i去掉，因爲該元素之前有比它大的元素，所以它不會再起作用，進行下一個循環。
核心思想就是在反向遍歷過程中，如果出現比當前元素大的值，則當前元素將不再對結果起任何作用，因爲被它之前的值擋住了。
代碼如下：

class Solution:
    def dailyTemperatures(self, T):
        temp = [0 for i in range(len(T))]
        while T:
            t = T.pop()
            for i in range(len(T)-1,-1,-1):
                if T[i] >= t:
                    break
                else:
                    temp[i] = len(T)-i
        return temp

測試結果：

改進思路：
依然反向遍歷，但是在遍歷過程中，使用棧來記錄不同日期t值的位置信息。並使棧承單調排列，還是核心思想，如果前一位的值比後一位的值大，則後一位的值將不再起作用，即可以從出棧。
代碼如下：

class Solution:
    def dailyTemperatures(self, T):
        temp = [0 for i in range(len(T))]
        size = len(T)
        stack = [size-1]
        for i in range(size-2,-1,-1):
            while stack and T[i] >= T[stack[-1]]:
                stack.pop()
            stack.append(i)
            if len(stack) > 1:
                temp[i] = stack[-2] - stack[-1]
        return temp

測試結果：

總結：

通過創建輔助棧，進行對溫度進行排序，可以大大縮減時間。主要還是要搞清楚什麼時候應該用棧這種數據結構，像這道題中，輔助棧中的末尾元素可以被後進來的元素“擠掉”，這就是典型的LIFO。這道題還有一種正向遍歷的思路的類似思路。代碼如下：

class Solution:
    def dailyTemperatures(self, T):
        size = len(T)
        temp = [0 for i in range(size)]
        stack = []
        for i in range(size):
            while stack and T[i] > T[stack[-1]]:
                last_i = stack.pop()
                temp[last_i] = i - last_i
            stack.append(i)
        return temp