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单调栈是一种特殊的栈数据结构，它的特点是栈内元素始终保持单调递增或单调递减的顺序。单调栈主要用于高效解决寻找数组中每个元素的下一个更大元素或下一个更小元素的问题，能够将时间复杂度优化到O(n)。
单调栈有两种主要类型。第一种是单调递增栈，栈内元素从栈底到栈顶严格递增。第二种是单调递减栈，栈内元素从栈底到栈顶严格递减。选择哪种类型取决于具体问题的需求。
现在我们来演示单调栈的具体操作过程。我们要处理数组2、1、3、4，目标是找到每个元素的下一个更大元素。为此我们使用单调递减栈。
总结一下，单调栈是一种维护元素单调性质的栈数据结构，能够高效解决下一个更大或更小元素的问题。它的时间复杂度为O(n)，在数组和字符串处理中有广泛应用。
让我们通过一个具体例子来理解单调栈。给定数组3、1、4、2、5，我们要找到每个元素的下一个更大元素。使用单调递减栈，我们可以得到结果数组4、4、5、5、负1。
现在让我们详细演示单调栈的操作步骤。首先遍历数组中的每个元素，然后比较当前元素与栈顶元素的大小关系，接着维护栈的单调递减性质，最后记录结果并将当前元素入栈。
让我们详细看看执行过程。处理元素3时栈为空直接入栈，处理元素1时由于1小于3符合递减性质入栈。处理元素4时，4大于栈顶1，所以1出栈并更新结果，4还大于3，所以3也出栈并更新结果。最终得到完整的下一个更大元素数组。整个算法的时间复杂度是O(n)，空间复杂度也是O(n)。
总结一下单调栈的核心要点：单调栈维护栈内元素的单调性质，能够高效解决下一个更大或更小元素的问题。它的时间复杂度是O(n)，因为每个元素最多入栈出栈一次。单调栈在数组处理和算法优化中有广泛应用。