题目描述
这是 LeetCode 上的「456. 132 模式」,难度为「中等」。
Tag : 「单调栈」
给你一个整数数组 nums
,数组中共有 n
个整数。132
模式的子序列 由三个整数 nums[i]
、nums[j]
和 nums[k]
组成,并同时满足:
和
。
如果 nums
中存在 132
模式的子序列 ,返回 true
;否则,返回 false
。
进阶:很容易想到时间复杂度为
的解决方案,你可以设计一个时间复杂度为
或
的解决方案吗?
示例 1:
代码语言:javascript复制输入:nums = [1,2,3,4]
输出:false
解释:序列中不存在 132 模式的子序列。
示例 2:
代码语言:javascript复制输入:nums = [3,1,4,2]
输出:true
解释:序列中有 1 个 132 模式的子序列: [1, 4, 2] 。
示例 3:
代码语言:javascript复制输入:nums = [-1,3,2,0]
输出:true
解释:序列中有 3 个 132 模式的的子序列:[-1, 3, 2]、[-1, 3, 0] 和 [-1, 2, 0] 。
提示:
基本思路
朴素的做法是分别对三个数进行枚举,这样的做法是
的,数据范围是
,稳稳超时。
事实上,这样的数据范围甚至不足以我们枚举其中两个数,然后优化找第三个数的
做法。
这时候根据数据范围会联想到树状数组,使用树状数组的复杂度是
的,可以过。但是代码量会较多一点,还需要理解离散化等前置知识。题解也不太好写。
因此,我们可以从 132 的大小特性去分析,如果在确定一个数之后,如何快速找到另外两个数(我们使用 ijk
来代指 132 结构):
- 枚举
i
:由于i
是 132 结构中最小的数,那么相当于我们要从 i 后面,找到一个对数(j,k)
,使得(j,k)
都满足比i
大,同时j
和k
之间存在j > k
的关系。由于我们的遍历是单向的,因此我们可以将问题转化为找k
,首先k
需要比i
大,同时在[i, k]
之间存在比k
大的数即可。 - 枚举
j
:由于j
是 132 结构里最大的数,因此我们需要在j
的右边中比j
小的「最大」的数,在j
的左边找比j
小的「最小」的数。这很容易联想到单调栈,但是朴素的单调栈是帮助我们找到左边或者右边「最近」的数,无法直接满足我们「最大」和「最小」的要求,需要引入额外逻辑。 - 枚举
k
:由于k
是 132 结构中的中间值,这里的分析逻辑和「枚举 i」类似,因为遍历是单向的,我们需要找到k
左边的i
,同时确保[i,k]
之间存在比i
和k
大的数字。
以上三种分析方法都是可行的,但「枚举 i」的做法是最简单的。
因为如果存在 (j,k)
满足要求的话,我们只需要找到一个最大的满足条件的 k
,通过与 i
的比较即可。
也许你还不理解是什么意思。没关系,我们一边证明一边说。
过程 & 证明
先说处理过程吧,我们从后往前做,维护一个「单调递减」的栈,同时使用 k
记录所有出栈元素的最大值(k
代表满足 132 结构中的 2)。
那么当我们遍历到 i
,只要满足发现满足 nums[i] < k
,说明我们找到了符合条件的 i j k
。
举个