LeetCode演算法題-Next Greater Element I（Java實現）

這是悅樂書的第244次更新，第257篇原創

01 看題和準備

今天介紹的是LeetCode演算法題中Easy級別的第111題（順位題號是496）。你有兩個陣列（沒有重複）nums1和nums2，其中nums1的元素是nums2的子集。在nums2的相應位置找到nums1元素的所有下一個更大的數字。nums1中的數字x的下一個更大數字是nums2中右邊第一個更大的數字。如果它不存在，則輸出該數字的-1。例如：

輸入：nums1 = [4,1,2]，nums2 = [1,3,4,2]。

輸出：[-1,3,-1]

說明：對於第一個陣列中的數字4，在第二個陣列中找不到下一個更大的數字，因此輸出-1。對於第一個陣列中的數字1，第二個陣列中的下一個更大數字是3。對於第一個陣列中的數字2，第二個陣列中沒有下一個更大的數字，因此輸出-1。

輸入：nums1 = [2,4]，nums2 = [1,2,3,4]。

輸出：[3,-1]

說明：對於第一個陣列中的數字2，第二個陣列中的下一個更大數字是3。對於第一個陣列中的數字4，第二個陣列中沒有下一個更大的數字，因此輸出-1。

注意：

• nums1和nums2中的所有元素都是唯一的。

• nums1和nums2的長度不會超過1000。

本次解題使用的開發工具是eclipse，jdk使用的版本是1.8，環境是win7 64位系統，使用Java語言編寫和測試。

02 第一種解法

暴力解法。使用兩層迴圈，先找到nums1的元素在nums2中的對應元素，然後從nums2中找到的元素的下一位往右開始判斷，找到比當前元素大的元素，找得到就將其作為結果陣列的元素新增進去，否則就將-1新增進結果陣列。

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 第二種解法

我們可以將第一種方法進行優化，將nums2中的元素作為key、索引作為value存入HashMap，在原來第一種解法中每次通過迴圈來定位nums2中的索引位置，換成了通過key查詢value的對映，獲取到索引後，從索引後一位開始依次尋找比nums1的當前元素大的數字，找得到就替換已經設值為-1的結果陣列的元素值。

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 第三種解法

使用HashMap和棧。在第二種解法中我們使用HashMap存的是nums2的值、索引，在此解法中，我們使用HashMap存的是，如果nums2的當前元素存在右邊最大數，上一個元素為key，當前元素為value。

在遍歷nums2中的元素時，如果棧不為空，並且當前棧頂的值小於當前元素，即nums2的前一個元素存在右邊最大數，此時，我們需要將棧頂的元素作為key，當前元素作為value，存入HashMap中，同時，要將棧頂的元素移除，此操作是迴圈執行的。最後我們再將nums2的當前元素存入stack中。

接著，我們要開始處理nums1的資料了，遍歷其中的元素，如果能夠在HashMap中找到對應的值，就取其value作為結果陣列的元素值，否則取-1作為預設值。

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 小結

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