链接:子数组的最小值之和
这题如果用动态规划方法求解,复杂度,在给定的数据规模下,肯定超时。
转变思路,计算数组中的第个元素可以作为多少个子数组的最小值,这个数量记为,那么arr[i]提供的子数组最小值和就是。然后遍历一遍arr,就能求出本题的答案了。
那么问题就变成了怎么计算了,加入左边有3个数小于,右边有1个数小于,那么这种情况下的。可以看出,只要找到左右两边第一个小于的数的位置。
这个问题如果用遍历试探去找的话,复杂度还是还是会超时,这里介绍单调栈方法,可以栈的复杂度内计算出左边最近的小于的数(的位置)。
- 对于当前遍历的元素,观察栈顶的元素,如果栈顶的元素大雨等于当前元素,就把栈顶元素出栈,重复这个过程,直到栈为空或者栈顶元素小于当前元素,这样我们就找到了左边第一个比小的数(位置)了。
- 然后再把入栈,由于之前栈为空或者栈顶元素小于,这样栈还保持单调递增的性质。
class Solution:
def sumSubarrayMins(self, arr: List[int]) -> int:
n = len(arr)
base = 10**9+7
res = 0
stack = []
prev = [0]*n
next = [0]*n
for i in range(n):
while stack and arr[i] < stack[-1][0]:
stack.pop()
prev[i] = stack[-1][1] if stack else -1
stack.append([arr[i], i])
stack = []
for i in reversed(range(n)):
while stack and arr[i] <= stack[-1][0]:
stack.pop()
next[i] = stack[-1][1] if stack else n
stack.append([arr[i], i])
# print(prev)
# print(next)
for i in range(n):
res = (res + arr[i] * (i-prev[i])*(next[i]-i)) % base
return res
总结:
单调栈的本质:快速找到左边、右边最近的大于或小于自身的值(或位置)。
如果要找最近小于自身的数(位置),使用单调递增栈,栈顶小于自身就是结果。
如果要找最近大于自身的数(位置),使用单肩递减栈,栈顶大于自身就是结果。
单调队列的本质:在运行的过程中,能够快速找到前K个或后K个中的最值。
能够维护一个区间的最值,这个区间的两个下标在运行过程中,都是往右跑,不会往左跑。