LeetCode 739. 每日溫度 | Python

739. 每日溫度

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題目來源：力扣（LeetCode）https://leetcode-cn.com/problems/daily-temperatures

題目

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根據每日 氣溫 列表，請從新生成一個列表，對應位置的輸出是須要再等待多久溫度纔會升高超過該日的天數。若是以後都不會升高，請在該位置用 0 來代替。

例如，給定一個列表 temperatures = [73, 74, 75, 71, 69, 72, 76, 73]，你的輸出應該是 [1, 1, 4, 2, 1, 1, 0, 0]。

提示：氣溫 列表長度的範圍是 [1, 30000]。每一個氣溫的值的均爲華氏度，都是在 [30, 100] 範圍內的整數。

解題思路

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思路：單調棧

先理清題意，題目中的意思是每一個元素往右邊找到第一個比它大的元素，計算二者間的距離。

那麼使用暴力解的話，代碼大體以下：

def dailyTemperatures(self, T: List[int]) -> List[int]:
    length = len(T)

    ans = [0] * length

    for i in range(length):
        for j in range(i+1, length):
            if T[i] < T[j]:
                ans[i] = j - i
                break

    return ans

這裏，執行會超時。

咱們須要去優化，使用棧，用空間換時間。

從前面的暴力解也能夠看出來，解決問題主要須要關注的就是右邊的元素的大小。

先看看暴力解的主要問題，在遍歷數組的時候，尋找下一個元素比當前元素大這塊，很大程度都在作重複的查詢。

如今但願可以解決的就是，使用棧存儲右邊的元素，供後續比較，將無需重複比較的元素剔除。

如今咱們考慮從右邊進行遍歷，考慮哪些元素須要剔除？

當咱們從右邊往左開始遍歷時，要保留較大的元素入棧，具體的作法：

• 當棧爲空的狀況下，將當前元素入棧；
• 遍歷的時候，若是當前元素比棧頂元素大時，這個時候考慮將棧內的元素出棧，直到棧頂元素大於當前元素；
• 這個時候，棧頂的元素其實就是當前元素右邊第一個比其大的元素，先計算距離，而後將當前的元素入棧，繼續遍歷
• 重複上面的步驟，直至遍歷結束。

具體的代碼實現以下。

代碼實現

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class Solution:
    def dailyTemperatures(self, T: List[int]) -> List[int]:
        length = len(T)

        ans = [0] * length

        # 這裏藉助列表實現
        # 列表末尾元素便是棧頂元素
        stack = []

        # 從右邊往左邊開始遍歷
        for i in range(length - 1, -1, -1):
            # 若是當前元素大於等於棧頂元素時，進行出棧
            # 直至當前元素小於棧頂元素
            while stack and T[i] >= T[stack[-1]]:
                stack.pop()
            
            # 這個時候棧頂元素其實就是當前元素右邊第一個比其大的元素，先計算距離，而後入棧
            if stack and T[i] < T[stack[-1]]:
                ans[i] = stack[-1] - i

            # 棧爲空的狀況下，將當前元素入棧
            stack.append(i)

        return ans

實現結果

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總結

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• 先理清題意，題目要求的是每一個元素往右找第一個比它大的元素，計算二者間的距離。
• 先使用暴力解嘗試解決問題（Python 編寫超時），可是能夠發現有部分查詢是重複的。嘗試使用空間換時間的思路優化。

• 藉助棧，從右往左開始遍歷。維護棧內的元素，避免重複查詢。具體的作法（遍歷從右往左）：

  • 當棧爲空時，元素入棧；
  • 遍歷時，當前元素大於等於棧頂元素時，這個時候要進行出棧，直至當前元素小於棧頂元素；
  • 這個時候棧頂元素其實就是當前元素右邊第一個比它大的元素，計算二者間的距離，而後將當前元素入棧。供下一個 i-1 索引元素做比較。（在這裏，前面出棧的元素爲什麼能夠剔除，是由於比當前 T[i] 還小的元素，不多是 T[i-1] 右邊第一個比它大的元素）
  • 繼續遍歷直至結束。

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