LeetCode算法题-Next Greater Element I（Java实现）

Posted 2021-02-06 程序员小川

这是悦乐书的第244次更新，第257篇原创

01 看题和准备

今天介绍的是LeetCode算法题中Easy级别的第111题（顺位题号是496）。你有两个数组（没有重复）nums1和nums2，其中nums1的元素是nums2的子集。在nums2的相应位置找到nums1元素的所有下一个更大的数字。nums1中的数字x的下一个更大数字是nums2中右边第一个更大的数字。如果它不存在，则输出该数字的-1。例如：

输入：nums1 = [4,1,2]，nums2 = [1,3,4,2]。

输出：[-1,3,-1]

说明：对于第一个数组中的数字4，在第二个数组中找不到下一个更大的数字，因此输出-1。对于第一个数组中的数字1，第二个数组中的下一个更大数字是3。对于第一个数组中的数字2，第二个数组中没有下一个更大的数字，因此输出-1。

输入：nums1 = [2,4]，nums2 = [1,2,3,4]。

输出：[3,-1]

说明：对于第一个数组中的数字2，第二个数组中的下一个更大数字是3。对于第一个数组中的数字4，第二个数组中没有下一个更大的数字，因此输出-1。

注意：

• nums1和nums2中的所有元素都是唯一的。

• nums1和nums2的长度不会超过1000。

本次解题使用的开发工具是eclipse，jdk使用的版本是1.8，环境是win7 64位系统，使用Java语言编写和测试。

02 第一种解法

暴力解法。使用两层循环，先找到nums1的元素在nums2中的对应元素，然后从nums2中找到的元素的下一位往右开始判断，找到比当前元素大的元素，找得到就将其作为结果数组的元素添加进去，否则就将-1添加进结果数组。

public int[] nextGreaterElement(int[] nums1, int[] nums2) {
    int[] result = new int[nums1.length];
    for (int i=0; i<nums1.length; i++) {
        int j = 0, k = 0;
        for (; j<nums2.length; j++) {
            if (nums1[i] == nums2[j]) {
                break;
            }
        }
        for (k = j+1; k<nums2.length; k++) {
            if (nums2[k] > nums2[j]) {
                result[i] = nums2[k];
                break;
            }
        }
        if (k == nums2.length) {
            result[i] = -1;
        }
    }
    return result;
}

03 第二种解法

我们可以将第一种方法进行优化，将nums2中的元素作为key、索引作为value存入HashMap，在原来第一种解法中每次通过循环来定位nums2中的索引位置，换成了通过key查找value的映射，获取到索引后，从索引后一位开始依次寻找比nums1的当前元素大的数字，找得到就替换已经设值为-1的结果数组的元素值。

public int[] nextGreaterElement2(int[] nums1, int[] nums2) {
    int[] result = new int[nums1.length];
    Map<Integer, Integer> map = new HashMap<Integer, Integer>();
    for (int i=0; i<nums2.length; i++) {
        map.put(nums2[i], i);
    }
    for (int j=0; j<nums1.length; j++) {
        result[j] = -1;
        int index = map.get(nums1[j]);
        for (int k = index + 1; k<nums2.length; k++) {
            if (nums2[k] > nums1[j]) {
                result[j] = nums2[k];
                break;
            }
        }
    }
    return result;
}

04 第三种解法

使用HashMap和栈。在第二种解法中我们使用HashMap存的是nums2的值、索引，在此解法中，我们使用HashMap存的是，如果nums2的当前元素存在右边最大数，上一个元素为key，当前元素为value。

在遍历nums2中的元素时，如果栈不为空，并且当前栈顶的值小于当前元素，即nums2的前一个元素存在右边最大数，此时，我们需要将栈顶的元素作为key，当前元素作为value，存入HashMap中，同时，要将栈顶的元素移除，此操作是循环执行的。最后我们再将nums2的当前元素存入stack中。

接着，我们要开始处理nums1的数据了，遍历其中的元素，如果能够在HashMap中找到对应的值，就取其value作为结果数组的元素值，否则取-1作为默认值。

public int[] nextGreaterElement3(int[] nums1, int[] nums2) {
    int[] result = new int[nums1.length];
    Map<Integer, Integer> map = new HashMap<Integer, Integer>();
    Stack<Integer> stack = new Stack<Integer>();
    for (int num : nums2) {
        while (!stack.isEmpty() && stack.peek() < num) {
            map.put(stack.pop(), num);
        }
        stack.push(num);
    }
    for (int i=0; i<nums1.length; i++) {
        result[i] = map.getOrDefault(nums1[i], -1);
    }
    return result;
}

05 小结

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