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Competitive Programming Academy · 课时

单调栈:下一个更大元素

单次遍历回答跨度查询

单调栈:下一个更大元素 是 CoddyKit 上的免费 Competitive Programming Academy 课时。 这是第 2 节课,共 4 节。 你可以在下方免费阅读本课时的完整内容 — 然后在浏览器中使用内置代码编辑器和全天候 AI 导师进行实践。 这是 Competitive Programming Academy 学习路径的一部分,你的进度在网页和 CoddyKit 应用中同步。 Competitive Programming Academy 课程共包含 4 节课。

下一个更大元素问题

对于每个数字,您要找出它右侧第一个更大的值。暴力枚举需要 O(n²),但单调栈可以在一次遍历中完成。

单调是什么意思

单调栈会让其中的 values 保持有序,这里是递减顺序。因此,一旦这个顺序即将被打破,我们就知道找到了答案。

存储索引,而不是值

压入索引而不是原始数字。这样,当出现更大元素时,您就能准确知道要填入哪个位置。

stack = []
ans = [-1] * len(nums)

从左到右遍历

遍历数组一次。在每个索引处,您要么弹出已经解决的元素,要么压入当前索引以便稍后处理。

for i in range(len(nums)):

弹出较小的元素

当当前值大于栈顶索引处的值时,该栈顶元素终于找到了它的下一个更大元素。

    while stack and nums[i] > nums[stack[-1]]:

记录答案

弹出栈顶索引,并将它的答案设为当前值。每个索引只会被处理一次,因此工作量保持线性。

        j = stack.pop()
        ans[j] = nums[i]

压入并继续

处理完所有较小元素后,压入当前索引,让它等待自己未来的更大元素。

    stack.append(i)

剩余元素没有答案

扫描结束时仍在栈中的索引从未遇到更大的值。它们保留默认值 -1,表示不存在更大元素。

为什么是 O(n)

每个索引都只压入一次、只弹出一次。即使包含内部 while 循环,整个扫描的总工作量仍然是线性的。

切换为下一个更小元素

需要查找下一个更小元素吗?只需将比较从大于切换为小于,让栈保持递增即可。

    while stack and nums[i] < nums[stack[-1]]:

这是模式,而不是技巧

区间查询、股票价格和直方图面积都可以重复使用这个思路。单调栈是值得记住的核心竞赛编程模式。

快速检查

您使用单调栈解决下一个更大元素问题。为什么总时间是线性的?

回顾:一次遍历,得到多个答案

您使用索引构成的递减单调栈,在 O(n) 时间内找到了下一个更大元素。这个模式可以解决许多区间问题。🚀

常见问题解答

「单调栈:下一个更大元素」课时是免费的吗?

是的 — 「单调栈:下一个更大元素」的完整文本可在网页上免费阅读。要进行交互式练习(内置代码编辑器和全天候 AI 导师)并解锁 Competitive Programming Academy 课程的其余内容,请升级到 CoddyKit PRO。 Competitive Programming Academy 课程共包含 4 节课。

「单调栈:下一个更大元素」这节课中我会学到什么?

单次遍历回答跨度查询 你通过在浏览器中直接运行的动手代码来练习 Competitive Programming Academy,全天候 AI 导师会在你学习这节课的过程中回答你的问题。

学习 Competitive Programming Academy 需要有经验吗?

无需任何先前经验。CoddyKit 上的 Competitive Programming Academy 课程适合初学者到高级学习者,你可以从这里开始或从头开始,按照自己的节奏学习。 这是第 2 节课,共 4 节。

「单调栈:下一个更大元素」课时需要多长时间?

大多数 CoddyKit 课程大约需要 5–10 分钟。每节课都很精短且互动,所以你能稳步进步,并在网页和应用中从离开的地方继续。

我能在这节 Competitive Programming Academy 课中编写并运行代码吗?

能。每节 Competitive Programming Academy 课都包含内置代码编辑器,你可以在浏览器中直接编写并运行真实代码,并获得即时 AI 反馈 — 无需本地设置。

此课程中的所有课时

  1. 使用栈匹配括号
  2. 单调栈:下一个更大元素
  3. 队列与 collections.deque
  4. 使用双端队列求滑动窗口最大值
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