單調(diào)棧

地上從左到右豎立著 nn 塊木板,從 11 到 nn 依次編號(hào),如下圖所示。我們知道每塊木板的高度,在第 nn 塊木板右側(cè)豎立著一塊高度無限大的木板,現(xiàn)對(duì)每塊木板依次做如下的操作:對(duì)于第 ii 塊木板,我們從其右側(cè)開始倒水,直到水的高度等于第 ii 塊木板的高度,倒入的水會(huì)淹沒 a_ia i 塊木板(如果木板左右兩側(cè)水的高度大于等于木板高度即視為木板被淹沒)。求 nn 次操作后,所有 a_ia i 的和是多少。
如圖所示,在第 44 塊木板右側(cè)倒水,可以淹沒第 55 塊和第 66 塊一共 22 塊木板,a_4 = 2a 4 =2。



回想下單調(diào)棧的性質(zhì),可以在某點(diǎn)左右擴(kuò)展出一段連續(xù)區(qū)間,且該點(diǎn)在區(qū)間里始終保證是最值,和這題非常相似,而且這道題只要看點(diǎn)右側(cè)擴(kuò)展出來的區(qū)間即可

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define ERROR 0
#define OK 1

typedef struct Node {
    int id, height;
} Node;

typedef struct Stack {
    Node *elements;
    int max_size, top_index;
} Stack;

void init(Stack *s, int length) {
    s->elements = (Node *)malloc(sizeof(Node) * length);
    s->max_size = length;
    s->top_index = -1;
}

int push(Stack *s, Node element) {
    if (s->top_index >= s->max_size - 1) {
        return ERROR;
    }
    s->top_index++;
    s->elements[s->top_index] = element;
    return OK;
}

int pop(Stack *s) {
    if (s->top_index < 0) {
        return ERROR;
    }
    s->top_index--;
    return OK;
}

Node top(Stack *s) {
    return s->elements[s->top_index];
}

int empty(Stack *s) {
    if (s->top_index < 0) {
        return 1;
    } else {
        return 0;
    }
}

void clear(Stack *s) {
    free(s->elements);
    free(s);
}

int main() {
    int n, ans = 0;
    scanf("%d",&n);
    Stack *stack = (Stack *)malloc(sizeof(Stack));
    init(stack, n);
    Node temp;
    for(int i = 1; i <= n; i++){
        scanf("%d",&temp.height);
        temp.id = i;
        while(!empty(stack) && top(stack).height <= temp.height){
            ans = ans + i- top(stack).id  -1;
            pop(stack);
        }
        push(stack, temp);
    }
    while(!empty(stack)){
        ans = ans + n + 1- top(stack).id  -1;
        pop(stack);
    }
    printf("%d\n",ans);
    clear(stack);
  
    return 0;
}

例如 n = 5n=5,每塊木板高分別為 1010,55,88,1212,66。sumsum 用來記錄最后的結(jié)果,初始為 00。 第 11 塊木板高 1010,棧為空,1010 入棧; 第 22 塊木板高 55,棧頂為 1010,55 入棧; 第 33 塊木板高 88,棧頂 55 比 88 小,刪除棧頂,a_2a 2 為 3 - 2 - 1 = 03?2?1=0,sum = 0sum=0。此時(shí)棧頂為 1010,88 入棧; 第 44 塊木板高 1212,棧頂 88 比 1212 小,刪除棧頂,a_3a 3 為 4 - 3 - 1 = 04?3?1=0,sum = 0sum=0。此時(shí)棧頂為 1010 比 1212 小,繼續(xù)刪除棧頂,a_1a 1 為 4 - 1 - 1 = 24?1?1=2,sum = 2sum=2,此時(shí)棧為空,1212 入棧。 第 55 塊木板高 66,棧頂為 1212,把 66 加入棧中。 遍歷結(jié)束后,棧不為空,依次刪除棧頂,當(dāng)前位置為 n + 1n+1,棧頂是第 55 個(gè)元素 66,a_5a 5 為 6 - 5 - 1 = 06?5?1=0,sum = 2sum=2。 繼續(xù)刪除棧頂,此時(shí)棧頂是第 44 個(gè)元素 1212,a_4a 4 為 6 - 4 - 1 = 16?4?1=1,sum = 3sum=3。這時(shí)候棧為空,最后 sumsum 為 33,輸出結(jié)果,程序結(jié)束。

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