题目背景

贫如洗的椎夫阿里巴巴在去砍柴的路上，无意中发现了强盗集团的藏宝地，藏宝地有编号从0-N的箱子，每个箱子上面有一人数字，箱子排列成一个环，编号最大的箱子的下一个是编号为0的箱子。请输出每个箱了贴的数字之后的第一个比它大的数，如果不存在则输出-1。

输入描述

输入一个数字字串，数字之间使用逗号分隔，例如: 1,2,3,1
1≤ 字串中数字个数 ≤10000:
-100000≤每个数字值≤100000

输出描述

下一个大的数列表，以逗号分隔，例如: 2,3,6,-1,6

示例1：

输入：2,5,2

输出：5,-1,5

说明：第一个2的下一个更大的数是5数字5找不到下一个更大的数:第二个2的下一个最大的数需要循环搜索，结果也是 5

示例2：

输入：3,4,5,6,3

输出：4,5,6,-1,4

解题思路

这个问题是一个经典的“下一个更大元素”问题，可以使用单调栈来解决。以下是解题思路：

1. 理解问题：我们需要找到每个元素后面的第一个比它大的元素。如果不存在这样的元素，就返回-1。因为箱子是环形排列的，所以如果没有在当前元素后面找到更大的元素，我们需要回到数组的开始继续查找。

2. 选择数据结构：我们选择使用栈来解决这个问题，因为栈可以帮助我们快速找到前面的元素，并且可以在O(1)的时间内插入和删除元素。

3. 算法设计：我们遍历数组两次，模拟环形数组。对于每个元素，我们将其索引压入栈中。然后，我们检查栈顶元素是否小于当前元素。如果是，那么我们就找到了栈顶元素后面的第一个更大的元素，我们更新结果数组，并将栈顶元素弹出。我们重复这个过程，直到栈为空或者栈顶元素大于当前元素。然后，我们将当前元素的索引压入栈中。

4. 处理边界情况：如果我们遍历完整个数组，栈中仍然有元素，这些元素后面没有更大的元素，所以我们将结果数组中对应的位置设为-1。

5. 复杂度分析：这个算法的时间复杂度和空间复杂度都是O(N)，其中N是输入数组的长度。这是因为我们需要遍历数组两次，并且在堆栈中最多存储N个元素。

希望这个解题思路对你有所帮助！

解决方案

#include <vector>  // 引入向量库，用于存储输入的数字和结果
#include <stack>   // 引入栈库，用于实现单调栈
#include <iostream> // 引入输入输出流库，用于读取输入和打印输出
#include <sstream>  // 引入字符串流库，用于处理字符串

// 定义函数nextGreaterElements，输入是一个整数向量，输出也是一个整数向量
std::vector<int> nextGreaterElements(std::vector<int>& nums) {
    int n = nums.size();  // 获取输入向量的大小
    std::vector<int> res(n, -1);  // 初始化结果向量，大小与输入向量相同，所有元素初始值为-1
    std::stack<int> s;  // 初始化一个空栈，用于存储元素的索引
    // 遍历输入向量两次，模拟环形数组
    for (int i = 0; i < 2 * n; i++) {
        // 当栈非空且当前元素大于栈顶元素时，更新栈顶元素的结果为当前元素，并弹出栈顶元素
        while (!s.empty() && nums[s.top()] < nums[i % n]) {
            res[s.top()] = nums[i % n];
            s.pop();
        }
        // 将当前元素的索引压入栈中
        s.push(i % n);
    }
    // 返回结果向量
    return res;
}

// 主函数
int main() {
    std::string line;  // 定义一个字符串，用于存储输入的一行
    std::getline(std::cin, line);  // 从标准输入读取一行
    std::istringstream iss(line);  // 创建一个字符串流，用于处理字符串
    std::vector<int> nums;  // 定义一个整数向量，用于存储输入的数字
    // 使用逗号作为分隔符，将字符串分割为多个数字，并存入向量中
    for (std::string s; std::getline(iss, s, ','); ) {
        nums.push_back(std::stoi(s));
    }
    // 调用nextGreaterElements函数，获取结果
    std::vector<int> res = nextGreaterElements(nums);
    // 打印结果
    for (int i = 0; i < res.size(); i++) {
        if (i > 0) std::cout << ",";
        std::cout << res[i];
    }
    return 0;  // 程序正常结束，返回0
}

测试用例

两次测试全部通过。

方案总结

这个解决方案的时间复杂度是O(N)，空间复杂度也是O(N)，其中N是输入数组的长度。这是因为我们需要遍历数组两次（模拟环形数组），并且在堆栈中最多存储N个元素。这个解决方案应该能够处理最大10000个元素的输入。请注意，这个解决方案假设输入的数字都是整数。如果输入的数字可能是浮点数，那么你需要稍微修改一下代码。