数据结构与算法-栈

栈（Stack）——后进先出（Last in First Out）

LeetCode20.有效的括号

题目

给定一个只包括 '('，')'，'{'，'}'，'['，']'  的字符串 s ，判断字符串是否有效。

有效字符串需满足：

1. 左括号必须用相同类型的右括号闭合。
2. 左括号必须以正确的顺序闭合。
3. 每个右括号都有一个对应的相同类型的左括号。

示例 1：

输入：s = "()"
输出：true

示例  2：

输入：s = "()[]{}"
输出：true

示例  3：

输入：s = "(]"
输出：false

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode.cn/problems/valid-parentheses

解题

• TypeScript

function isValid(s: string): boolean {
  const n = s.length;
  if (n % 2 === 1) {
    return false;
  }
  const pairs = new Map([
    [")", "("],
    ["]", "["],
    ["}", "{"],
  ]);
  const stack = [];
  for (let ch of s) {
    if (pairs.has(ch)) {
      if (!stack.length || stack[stack.length - 1] !== pairs.get(ch)) {
        return false;
      }
      stack.pop();
    } else {
      stack.push(ch);
    }
  }
  return !stack.length;
}

LeetCode503.下一个更大元素 II

题目

给定一个循环数组nums（nums[nums.length - 1]的下一个元素是nums[0]），返回nums中每个元素的 下一个更大元素 。

数字 x  的 下一个更大的元素 是按数组遍历顺序，这个数字之后的第一个比它更大的数，这意味着你应该循环地搜索它的下一个更大的数。如果不存在，则输出 -1 。

示例 1:

输入: nums = [1,2,1]
输出: [2,-1,2]
解释: 第一个 1 的下一个更大的数是 2；
数字 2 找不到下一个更大的数；
第二个 1 的下一个最大的数需要循环搜索，结果也是 2。

示例 2:

输入: nums = [1,2,3,4,3]
输出: [2,3,4,-1,4]

提示:

• 1 <= nums.length <= 104
• -109 <= nums[i] <= 109

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode.cn/problems/next-greater-element-ii

解题

• TypeScript

单调栈 + 循环数组

思路及算法

我们可以使用单调栈解决本题。单调栈中保存的是下标，从栈底到栈顶的下标在数组 nums 中对应的值是单调不升的。

每次我们移动到数组中的一个新的位置 i，我们就将当前单调栈中所有对应值小于 nums 的下标弹出单调栈，这些值的下一个更大元素即为 nums[i]（证明很简单：如果有更靠前的更大元素，那么这些位置将被提前弹出栈）。随后我们将位置 i 入栈。

但是注意到只遍历一次序列是不够的，例如序列 [2,3,1]，最后单调栈中将剩余 [3,1]，其中元素 [1] 的下一个更大元素还是不知道的。

一个朴素的思想是，我们可以把这个循环数组「拉直」，即复制该序列的前 n−1 个元素拼接在原序列的后面。这样我们就可以将这个新序列当作普通序列，用上文的方法来处理。

而在本题中，我们不需要显性地将该循环数组「拉直」，而只需要在处理时对下标取模即可。

function nextGreaterElements(nums: number[]): number[] {
  const n = nums.length;
  const ret = new Array(n).fill(-1);
  const stk: number[] = [];
  for (let i = 0; i < n * 2 - 1; i++) {
    while (stk.length && nums[stk[stk.length - 1]] < nums[i % n]) {
      ret[stk[stk.length - 1]] = nums[i % n];
      stk.pop();
    }
    stk.push(i % n);
  }
  return ret;
}

其他方式：

function nextGreaterElements(nums: number[]): number[] {
  const n = nums.length;
  const ret: number[] = [];
  for (let i = 0; i < n; i++) {
    let current = -1;
    for (let j = i; j < n + i; j++) {
      if (nums[j % n] > nums[i]) {
        current = nums[j % n];
        break;
      }
    }
    ret.push(current);
  }
  return ret;
}