[LeetCode] 1019. Next Greater Node In Linked List

[grandyang]

We are given a linked list with head as the first node.  Let's number the nodes in the list: node_1, node_2, node_3, ... etc.

Each node may have a  next larger  value: for node_i, next_larger(node_i) is the node_j.val such that j > i, node_j.val > node_i.val, and j is the smallest possible choice.  If such a j does not exist, the next larger value is 0.

Return an array of integers answer, where answer[i] = next_larger(node_{i+1}).

Note that in the example inputs (not outputs) below, arrays such as [2,1,5] represent the serialization of a linked list with a head node value of 2, second node value of 1, and third node value of 5.

Example 1:

Input: [2,1,5]
Output: [5,5,0]

Example 2:

Input: [2,7,4,3,5]
Output: [7,0,5,5,0]

Example 3:

Input: [1,7,5,1,9,2,5,1]
Output: [7,9,9,9,0,5,0,0]

Note:

1. 1 <= node.val <= 10^9 for each node in the linked list.
2. The given list has length in the range [0, 10000].

这道题给了一个链表，让找出每个结点值的下一个较大的结点值，跟之前的 Next Greater Element I，Next Greater Element II，和 Next Greater Element III 很类似，不同的是这里不是数组，而是链表，就稍稍的增加了一些难度，因为链表无法直接根据下标访问元素，在遍历链表之前甚至不知道总共有多少个结点。但是无妨，整个思路还是一样的，当然最简单暴力的解法，就是对于每个结点，都遍历后面的所有结点，找出第一个大于的结点值，但这种平方级时间复杂度的解法基本上是无法通过 OJ 的，毕竟这是一道 Medium 难度的题目。这时候就要祭出单调栈这个大杀器了，可以参见博主之前的总结贴 LeetCode Monotonous Stack Summary 单调栈小结，基本上来说，为了达到线性的时间复杂度，这里需要维护一个单调递减的栈，若当前的数字小于等于栈顶元素，则加入栈，若当前数字大于栈顶元素，非常棒，说明栈顶元素的下一个较大数字找到了，标记上，且把栈顶元素移除，继续判断下一个栈顶元素和当前元素的关系，直到当前数字小于等于栈顶元素为止。通过这种方法，就可以在线性的时间内找出所有数字的下一个较大的数字了。思路有了，下面来看具体的代码，这里新建两个数组，res 和 nums 分别保存要求的结果和链表的所有结点值，还需要一个栈 st 和一个变量 cnt（记录当前的数组坐标），然后开始遍历链表，首先把当前结点值加入数组 nums，然后开始循环，若栈不空，且当前结点值大于栈顶元素（注意这里单调栈存的并不是结点值，而是该值在 nums 数组中的坐标值，这是为了更好的在结果 res 中定位），此时用该结点值来更新结果 res 中的对应的位置，然后将栈顶元素移除，继续循环直到条件不满足位置。然后把当前的坐标加入栈中，此时还要更新结果 res 的大小，因为由于链表的大小未知，无法直接初始化 res 的大小，当然我们可以在开头的时候先遍历一遍链表，得到结点的个数也是可以的，参见代码如下：

class Solution {
public:
    vector<int> nextLargerNodes(ListNode* head) {
        vector<int> res, nums;
        stack<int> st;
        int cnt = 0;
        while (head) {
            nums.push_back(head->val);
            while (!st.empty() && head->val > nums[st.top()]) {
                res[st.top()] = head->val;
                st.pop();
            }
            st.push(cnt);
            res.resize(++cnt);
            head = head->next;
        }
        return res;
    }
};

Github 同步地址:

#1019

类似题目：

Next Greater Element I

Next Greater Element II

Next Greater Element III

参考资料：

https://leetcode.com/problems/next-greater-node-in-linked-list/

https://leetcode.com/problems/next-greater-node-in-linked-list/discuss/265548/C%2B%2B-O(n)-stack

https://leetcode.com/problems/next-greater-node-in-linked-list/discuss/265508/JavaC%2B%2BPython-Next-Greater-Element

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