Problem: 单调栈结构(进阶)

思路

这是一个单调栈的问题。单调栈是一种特殊的栈结构，它的特点是栈中的元素保持单调性。在这个问题中，我们需要找到每个元素左边和右边第一个比它小的元素。我们可以使用一个单调递减的栈来解决这个问题。
我们从左到右遍历数组，对于每个元素，我们将其与栈顶元素进行比较。如果当前元素小于栈顶元素，那么我们就找到了栈顶元素右边第一个比它小的元素，我们可以将栈顶元素出栈，并记录下这个信息。然后我们继续将当前元素与新的栈顶元素进行比较，直到当前元素大于栈顶元素或者栈为空，然后我们将当前元素入栈。
在遍历结束后，栈中可能还会剩下一些元素，这些元素右边没有比它们小的元素，我们可以将它们出栈，并记录下这个信息。
最后，我们需要处理一下相等的情况。如果一个元素右边第一个比它小的元素和它相等，那么我们需要找到右边第一个不等于它的元素。

解题方法

我们使用一个栈和一个二维数组来解决这个问题。栈用来存储元素的索引，二维数组用来存储每个元素左边和右边第一个比它小的元素的索引。

复杂度

时间复杂度:

$O(n)$，我们只需要遍历一次数组。

空间复杂度:

$O(n)$，我们需要一个栈和一个二维数组来存储信息。

Code

import java.util.*;
import java.io.*;// 注意类名必须为 Main, 不要有任何 package xxx 信息
public class Main {static BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));static PrintWriter out = new PrintWriter(new OutputStreamWriter(System.out));static StreamTokenizer sr = new StreamTokenizer(in);static int MAXN = 1000010;static int n, r;static int[] stack = new int[MAXN];static int[][] ans = new int[MAXN][2];static int[] arr = new int[MAXN];public static void main(String[] args) throws IOException {n = nextInt();for (int i = 0; i < n; i++) {arr[i] = nextInt();}deal();for (int i = 0; i < n; i++) {out.println(ans[i][0] + " " + ans[i][1]);}out.flush();}private static void deal() {r = 0;int cur;for (int i = 0; i < n; i++) {while (r > 0 && arr[stack[r - 1]] >= arr[i]) {cur = stack[--r];ans[cur][0] = r > 0 ? stack[r - 1] : -1;ans[cur][1] = i;}stack[r++] = i;}while (r > 0) {cur = stack[--r];ans[cur][0] = r > 0 ? stack[r - 1] : -1;ans[cur][1] = -1;}for (int i = n - 2; i >= 0; i--) {if (ans[i][1] != -1 && arr[ans[i][1]] == arr[i]) {ans[i][1] = ans[ans[i][1]][1];}}}static int nextInt() throws IOException {sr.nextToken();return (int)sr.nval;}
}