496. 下一个更大元素 I

nums1 中数字 x 的 下一个更大元素 是指 x 在 nums2 中对应位置 右侧 的 第一个 比 x 大的元素。

给你两个 没有重复元素 的数组 nums1 和 nums2 ，下标从 0 开始计数，其中nums1 是 nums2 的子集。

对于每个 0 <= i < nums1.length ，找出满足 nums1[i] == nums2[j] 的下标 j ，并且在 nums2 确定 nums2[j] 的 下一个更大元素 。如果不存在下一个更大元素，那么本次查询的答案是 -1 。

返回一个长度为 nums1.length 的数组 ans 作为答案，满足 ans[i] 是如上所述的 下一个更大元素 。

示例 1：

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输入：nums1 = [4,1,2], nums2 = [1,3,4,2].
输出：[-1,3,-1]
解释：nums1 中每个值的下一个更大元素如下所述：
- 4 ，用加粗斜体标识，nums2 = [1,3,4,2]。不存在下一个更大元素，所以答案是 -1 。
- 1 ，用加粗斜体标识，nums2 = [1,3,4,2]。下一个更大元素是 3 。
- 2 ，用加粗斜体标识，nums2 = [1,3,4,2]。不存在下一个更大元素，所以答案是 -1 。

示例 2：

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输入：nums1 = [2,4], nums2 = [1,2,3,4].
输出：[3,-1]
解释：nums1 中每个值的下一个更大元素如下所述：
- 2 ，用加粗斜体标识，nums2 = [1,2,3,4]。下一个更大元素是 3 。
- 4 ，用加粗斜体标识，nums2 = [1,2,3,4]。不存在下一个更大元素，所以答案是 -1 。

解题思路

核心思路是单调栈 + 哈希表，通过单调栈预处理 nums2 以快速查询每个元素的下一个更大元素，再结合哈希表实现 O (1) 时间复杂度的查询：

  1. 单调栈预处理 nums2：
    • 遍历 nums2，使用单调栈维护一个递减序列；
    • 对于每个元素 num，当栈不为空且栈顶元素小于 num 时，说明 num 是栈顶元素的下一个更大元素，记录到哈希表中并弹出栈顶；
    • 将当前元素 num 压入栈，继续遍历。
  2. 构建结果数组：
    • 遍历 nums1，对于每个元素 x，从哈希表中查询其下一个更大元素（若不存在则为 -1），存入结果数组。

代码实现

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class Solution {
public:
    vector<int> nextGreaterElement(vector<int>& nums1, vector<int>& nums2) {
        unordered_map<int, int> next_greater;  // 存储nums2中每个元素的下一个更大元素
        stack<int> st;  // 单调栈，维护递减序列
        
        // 预处理nums2，填充next_greater哈希表
        for (int num : nums2) {
            // 当栈不为空且栈顶元素小于当前元素时，当前元素是栈顶元素的下一个更大元素
            while (!st.empty() && st.top() < num) {
                next_greater[st.top()] = num;
                st.pop();
            }
            st.push(num);  // 当前元素入栈
        }
        
        // 栈中剩余元素没有下一个更大元素，默认为-1（哈希表中不存在键时返回-1）
        vector<int> ans;
        for (int x : nums1) {
            ans.push_back(next_greater.count(x) ? next_greater[x] : -1);
        }
        
        return ans;
    }
};