Programa C para encontrar el siguiente elemento mayor

Dada una array, imprima el siguiente elemento mayor (NGE) para cada elemento. El siguiente elemento mayor para un elemento x es el primer elemento mayor en el lado derecho de x en la array. Elementos para los que no existe un elemento mayor, considere el siguiente elemento mayor como -1. 

Ejemplos: 

1. Para una array, el elemento más a la derecha siempre tiene el siguiente elemento mayor como -1.
2. Para una array ordenada en orden decreciente, todos los elementos tienen el siguiente elemento mayor como -1.
3. Para la array de entrada [4, 5, 2, 25], los siguientes elementos mayores para cada elemento son los siguientes.

Element       NGE
   4      -->   5
   5      -->   25
   2      -->   25
   25     -->   -1

d) Para la array de entrada [13, 7, 6, 12}, los siguientes elementos mayores para cada elemento son los siguientes.  

  Element        NGE
   13      -->    -1
   7       -->     12
   6       -->     12
   12      -->     -1

Método 1 (Simple) 
Use dos bucles: El bucle exterior recoge todos los elementos uno por uno. El bucle interior busca el primer elemento mayor para el elemento elegido por el bucle exterior. Si se encuentra un elemento mayor, ese elemento se imprime como el siguiente; de ​​lo contrario, se imprime -1.

A continuación se muestra la implementación del enfoque anterior:

       
// Simple C program to print next greater elements
// in a given array
#include<stdio.h>
  
/* prints element and NGE pair for all elements of
arr[] of size n */
void printNGE(int arr[], int n)
{
    int next, i, j;
    for (i=0; i<n; i++)
    {
        next = -1;
        for (j = i+1; j<n; j++)
        {
            if (arr[i] < arr[j])
            {
                next = arr[j];
                break;
            }
        }
        printf("%d -- %dn", arr[i], next);
    }
}
  
int main()
{
    int arr[]= {11, 13, 21, 3};
    int n = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
    printNGE(arr, n);
    return 0;
}

11 -- 13
13 -- 21
21 -- -1
3 -- -1

Complejidad de Tiempo: O(N ² ) 
Espacio Auxiliar: O(1)
 

Método 2 (usando la pila) 

• Empuje el primer elemento para apilar.
• Elija el resto de los elementos uno por uno y siga los siguientes pasos en bucle. 
  1. Marca el elemento actual como siguiente .
  2. Si la pila no está vacía, compare el elemento superior de la pila con el siguiente .
  3. Si el siguiente es mayor que el elemento superior, extrae el elemento de la pila. next es el siguiente elemento mayor para el elemento reventado.
  4. Siga sacando de la pila mientras el elemento sacado es más pequeño que el siguiente . next se convierte en el siguiente elemento mayor para todos esos elementos reventados.
• Finalmente, empuje el siguiente en la pila.
• Después de que termine el bucle en el paso 2, extraiga todos los elementos de la pila e imprima -1 como el siguiente elemento para ellos.

La imagen de abajo es una ejecución en seco del enfoque anterior: 

A continuación se muestra la implementación del enfoque anterior: 

// A Stack based C program to find next 
//  greater element for all array elements.
#include <stdbool.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define STACKSIZE 100
  
// stack structure
struct stack {
    int top;
    int items[STACKSIZE];
};
  
// Stack Functions to be used by printNGE()
void push(struct stack* ps, int x)
{
    if (ps->top == STACKSIZE - 1) {
        printf("Error: stack overflown");
        getchar();
        exit(0);
    }
    else {
        ps->top += 1;
        int top = ps->top;
        ps->items[top] = x;
    }
}
  
bool isEmpty(struct stack* ps)
{
    return (ps->top == -1) ? true : false;
}
  
int pop(struct stack* ps)
{
    int temp;
    if (ps->top == -1) {
        printf("Error: stack underflow n");
        getchar();
        exit(0);
    }
    else {
        int top = ps->top;
        temp = ps->items[top];
        ps->top -= 1;
        return temp;
    }
}
  
/* prints element and NGE pair for all elements of
arr[] of size n */
void printNGE(int arr[], int n)
{
    int i = 0;
    struct stack s;
    s.top = -1;
    int element, next;
  
    /* push the first element to stack */
    push(&s, arr[0]);
  
    // iterate for rest of the elements
    for (i = 1; i < n; i++) {
        next = arr[i];
  
        if (isEmpty(&s) == false)
        {
            // if stack is not empty, then pop an element
            // from stack
            element = pop(&s);
  
            /* If the popped element is smaller than next,
               then a) print the pair b) keep popping while
               elements are smaller and stack is not empty
             */
            while (element < next) {
                printf("n %d --> %d", element, next);
                if (isEmpty(&s) == true)
                    break;
                element = pop(&s);
            }
  
            /* If element is greater than next, then push
               the element back */
            if (element > next)
                push(&s, element);
        }
  
        /* push next to stack so that we can find
           next greater for it */
        push(&s, next);
    }
  
    /* After iterating over the loop, the remaining
       elements in stack do not have the next greater
       element, so print -1 for them */
    while (isEmpty(&s) == false)
    {
        element = pop(&s);
        next = -1;
        printf("n %d --> %d", element, next);
    }
}
  
/* Driver code */
int main()
{
    int arr[] = { 11, 13, 21, 3 };
    int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    printNGE(arr, n);
    getchar();
    return 0;
}

11 --> 13
13 --> 21
3 --> -1
21 --> -1

Complejidad temporal: O(N) 
Espacio auxiliar: O(N)
 

El peor caso ocurre cuando todos los elementos se ordenan en orden decreciente. Si los elementos se ordenan en orden decreciente, cada elemento se procesa como máximo 4 veces.  

1. Inicialmente empujado a la pila.
2. Se extrae de la pila cuando se procesa el siguiente elemento.
3. Empujado de nuevo a la pila porque el siguiente elemento es más pequeño.
4. Extraído de la pila en el paso 3 del algoritmo.

Consulte para obtener una solución optimizada para imprimir en el mismo orden.
 

¡ Consulte el artículo completo sobre el próximo elemento mayor para obtener más detalles!