c++中如何实现单调栈结构_c++单调栈解决找下一个更大元素

单调栈本质是用vector或stack按规则维护单调性，非新数据结构；核心为入栈前弹出破坏单调性的元素，常用于求下一个更大元素；vector因支持遍历和调试更常用，维持栈内值严格递减。

单调栈的本质是维护一个有序的栈，不是实现新数据结构

在 C++ 中不需要“实现单调栈结构”，它只是用 std::stack 或 std::vector 按特定规则操作形成的逻辑模式。核心在于：入栈前弹出所有破坏单调性的元素。常见需求是“找下一个更大元素（Next Greater Element, NGE）”，即对每个位置 i，求最小下标 j > i 使得 nums[j] > nums[i]。

用 vector 模拟单调递减栈最常用也最灵活

std::stack 不支持随机访问和遍历，而单调栈算法常需回溯、打印栈内元素或调试中间状态，所以实际编码中几乎都用 std::vector 手动模拟栈行为。关键点：

• 维持栈内元素对应原数组值严格递减（即栈底到栈顶：大 → 小）
• 每遇到一个新元素 nums[i]，循环弹出所有 的栈顶元素——这些被弹出的元素，其 NGE 就是 nums[i]
• 弹完后把 i（或 nums[i]）压入栈

vector nextGreaterElement(const vector& nums) {
    int n = nums.size();
    vector res(n, -1); // 默认 -1 表示无更大元素
    vector stk;       // 存储下标，方便写入 res
for (int i = 0; i zuojiankuohaophpcn n; ++i) {
    while (!stk.empty() && nums[stk.back()] zuojiankuohaophpcn nums[i]) {
        int idx = stk.back();
        stk.pop_back();
        res[idx] = nums[i];
    }
    stk.push_back(i);
}
return res;
}
从右往左扫描能避免栈清空后补 -1 的麻烦
上面代码是经典“从左到右 + 栈存下标”写法，但若输入是 [1,2,3,4]，栈会一直增长到最后才开始弹出，容易让人误以为逻辑不对。更直观的思路是反向扫描（从右往左），此时栈始终维护“右侧已处理部分的候选更大值”，每次查栈顶即可：

							

								
								

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栈中保持值单调递增（栈顶最小），因为我们要快速拿到“第一个比当前大的”
对于 i，不断弹出栈顶 ≤ nums[i] 的值（它们不可能成为左侧任何数的 NGE）
弹完后若栈非空，则 res[i] = stk.back()；否则仍为 -1
最后把 nums[i] 压入栈
vector nextGreaterElementR(const vector res(nums.size(), -1);
    vector stk;
    for (int i = nums.size() - 1; i >= 0; --i) {
        while (!stk.empty() && stk.back() <= nums[i]) {
            stk.pop_back();
        }
        if (!stk.empty()) res[i] = stk.back();
        stk.push_back(nums[i]);
    }
    return res;
}
注意栈中存下标还是存值，取决于你要返回什么
如果题目要求返回“下一个更大元素的值”，存值即可；如果要求返回“下一个更大元素的下标”（比如 LeetCode 503 循环数组场景），就必须存下标。混淆会导致越界或逻辑错误：

存下标 → 访问原数组用 nums[stk.back()] 比较，赋值时用 stk.back() 或 nums[stk.back()]

存值 → 无法还原原始位置，不能用于需要下标索引的变体（如“距离最近的更大元素”）
LeetCode 496/503/739 等题统一推荐存下标，通用性最强

边界上最容易漏掉的是：空栈判断必须放在比较操作之前，否则 stk.back() 会崩溃；循环弹出条件中的不等号方向（ 还是 ）要和题干“更大”“不小于”等措辞严格对应。