如何在O(1)时间复杂度获取栈中最大值和最小值

Python算法——用O(1)的时间复杂度求栈中最小元素 要求: 由于栈具有后进先出(Last In First Out, LIFO)的特点,因此 push 和 pop 只需要对栈顶元素进行操作,只能访问到栈顶元素,而无法得到栈中最小的元素。那么,如何求栈中最小元素呢? 解析: 1.利用一个变量记录栈底的位置,通过遍历栈中的所有元素找出最小值。但是这种方法的时间复杂度为 O(n)。 2.使用两个栈结构,一... 阅读详情

问题描述:

  如何在O(1)时间复杂度获取栈中的最大值和最小值?

问题分析:

  普通栈规定的push(入栈)、pop(出栈)、peek(查看栈顶)等操作都只能在栈顶上操作,如果栈中元素是有序的,那么我们就可以记录栈顶和栈底元素完成问题要求,但这是不可能的。普通栈不能解决问题,显然我们需要重新定义一种新的栈结构。能否在栈中定义两个变量min和max记录最小值和最大值呢,答案是否定的,因为并不是只有进栈操作,经过一系列出栈操作后,有可能最开始的最大值和最小值已经出栈。为了解决这个问题,我们就需要两个辅助栈记录栈的每个状态下的最大值和最小值。

算法描述:

  定义一个minStack栈和一个maxStack栈,分别在栈顶保存当前栈内最小值和最大值,以minStack为例,每次有元素入栈,就与minStack的栈顶元素比较,若小于栈顶元素,则入栈成为新的栈顶元素,若大于栈顶元素,则入栈原先的栈顶元素,maxStack栈与上述思路相同。出栈时,三个栈都需要出栈。定义getMin与getMax函数分别返回minStack和maxStack栈顶元素,实现在O(1)时间复杂度获取栈中的最小值和最大值。

性能分析:

  时间复杂度:O(1)  

  空间复杂度:O(N)

  加入两个辅助栈实现O(1)时间复杂度获取栈中的最大值和最小值,典型的以空间换取时间。

代码实现:

// Java代码
class MyStack {
    public void push(int e) {// 新建MyStack数据结构的push函数
        stack.push(e);// 元素入栈
        // 判断是否需要更新minStack栈顶元素
        if (minStack.isEmpty() || e < minStack.peek()) {
            minStack.push(e);// 入栈元素更小,更换栈顶元素
        } else if (e >= minStack.peek()) {
            minStack.push(minStack.peek());// 不用更换栈顶元素
        }

        // 判断是否需要更新maxStack栈顶元素
        if (maxStack.isEmpty() || e > maxStack.peek()) {
            maxStack.push(e);// 入栈元素更大,更换栈顶元素
        } else if (e <= maxStack.peek()) {
            maxStack.push(maxStack.peek());// 不用更换栈顶元素
        }
    }
    public int pop() {// 新建MyStack数据结构的pop函数
        // 三栈全部出栈
        int ret = stack.pop();
        minStack.pop();
        maxStack.pop();
        return ret;
    }
    public int getMin() {// O(1)时间返回最小值
        return minStack.peek();
    }
    public int getMax() {// O(1)时间返回最大值
        return maxStack.peek();
    }
    
    private Stack<Integer> stack = new Stack<>();// 存储栈
    private Stack<Integer> minStack = new Stack<>();// 最小值辅助栈
    private Stack<Integer> maxStack = new Stack<>();// 最大值辅助栈
}
// C++代码
class MyStack {
public:
    void push(int e) {// 新建MyStack数据结构的push函数
        stacks.push(e);// 元素入栈
        // 判断是否需要更新minStack栈顶元素
        if (minStack.empty() || e < minStack.top()) {
            minStack.push(e);// 入栈元素更小,更换栈顶元素
        } else if (e >= minStack.top()) {
            minStack.push(minStack.top());// 不用更换栈顶元素
        }

        // 判断是否需要更新maxStack栈顶元素
        if (maxStack.empty() || e > maxStack.top()) {
            maxStack.push(e);// 入栈元素更大,更换栈顶元素
        } else if (e <= maxStack.top()) {
            maxStack.push(maxStack.top());// 不用更换栈顶元素
        }
    }
    void pop() {// 新建MyStack数据结构的pop函数
        // 三栈全部出栈
        stacks.pop();
        minStack.pop();
        maxStack.pop();
    }
    int top() {
        return stacks.top();
    } 
    int getMin() {// O(1)时间返回最小值
        return minStack.top();
    }
    int getMax() {// O(1)时间返回最大值
        return maxStack.top();
    }
    
private:
    stack<int> stacks;// 存储栈
    stack<int> minStack;// 最小值辅助栈
    stack<int> maxStack;// 最大值辅助栈
};
【数据结构】实现栈-输出最大值,最小值,时间复杂度O(1) @TOC 问题 定义栈的数据结构,请在该类型中实现一个能够得到栈的最小元素的getMin和最大元素的getMax函数。在该栈中,调用getMin、getMax、push及pop的时间复杂度都是O(1).。 解题思路 用辅助栈记住每次入栈的当前最小值/最大值:在入栈时,往辅助栈中加入当前最小值/最大值;出栈时,辅组栈也出栈一个元素。最小值/最大值从辅助栈中获取栈顶元素。 基础代码实现 import java.util.ArrayList; import java.util.EmptyStackExceptio 阅读详情

相关推荐

java设计一个栈,实现O(1)获取max,min (ACM模式)

//设计一个栈,实现O(1)获取最大最小值的栈,pop、push、getMin、getMax 操作的时间复杂度都是O(1) //解题思路:可以使用两个栈,第一个栈stack用于存放压入的数据, // 第二个栈min用于存放当前入栈数据中的最小数,与栈顶元素比较大小,若小于栈顶元素,则入栈成为新的栈顶元素, // 若大于栈顶元素,则入栈原先的栈顶元素。max同理 // 当stack pop元素时,min也跟着pop元素。 import java.util.Scanner; import java.util.S

jl6667的博客 703

左神算法第二章 桶排序、O(1)时间内求解栈内的最小元素

第二章 比较器 当比较的东西为一个对象时,系统不知道你要比较的是什么,会拿对象在内存中的地址去比较,但这并不是咱们的预期结果。所以要使用其他的比较办法,java中有比较器Comparator,实现这个接口就可以进行比较。 public static class Student { public String name; public int id; public int age; ...

尔等同学的博客 260

Win11下VSCode终端找不到Python的根源与三步修复法

PATH环境变量是Windows系统中命令定位的核心机制,其本质是操作系统在启动进程时传递的可执行路径搜索列表;Win11对PATH的解析引入了更严格的格式校验与加载上下文隔离机制,导致用户级PATH常被VSCode终端忽略;这一问题直接影响Python解释器调用、pip包管理及调试器启动等关键开发流程;典型表现包括'python not recognized'错误、版本错乱、模块导入失败等;本文聚焦Win11特有的PATH继承链断裂、路径格式洁癖与终端上下文不一致三大技术症结,提供可验证的清洗、写入与加固

weixin_33871366的博客 392

对于时间复杂度0(1)栈取最小值算法的优化(JAVA)

上一篇文章内容回顾 如何设计一个栈,使得获取最小值的时间复杂度为O(1) 不足 上篇的算法求解的主要问题在于,每次push操作时,辅助栈也执行了一次push操作(新元素或最小元素),也就是说,重复执行了最小值的入栈操作 现在修改算法来降低空间复杂度,仍然设置一个主栈(elementStack),辅助栈(elementStack),但是只有当elementStack的元素等于minStack的元素时,在进行minStack出栈操作,只有当elementStack入栈的元素小于或等于当前最小值时,才对minSt

weixin_37632716的博客 239

CPRI原理及应用--帧结构

对于CPRI 控制字,协议将1个超帧(256基本帧)的控制数据划分为一个“子通道”,将子通道内超帧内的控制字进行行列划分,分为4列X64行,每64个基本帧组成1列。如下图所示。每个Xs子通道内Ns的定义基本相同,在做控制字设计时,主要已Xs和Ns和X.Y.Z开展控制字映射。

u014035968的博客 2325

从零开始:在Unity中使用Dynamic Bone实现角色骨骼自然抖动(以女性角色胸部为例)

本文详细介绍了在Unity中使用Dynamic Bone插件实现角色骨骼自然抖动的完整流程,特别以女性角色胸部为例。从插件导入、骨骼系统基础到Dynamic Bone组件配置和参数调优,提供了全面的技术指导。文章还包含性能优化技巧和常见问题解决方案,帮助开发者快速掌握这一物理效果实现方法。

weixin_28728495的博客 453

在 O(1) 时间复杂度获取栈中最大值和最小值

问题描述   如何在O(1)时间复杂度获取栈中的最大值和最小值? 问题分析   普通栈规定的push(入栈)、pop(出栈)、peek(查看栈顶)等操作都只能在栈顶上操作,如果栈中元素是有序的,那么我们就可以记录栈顶和栈底元素完成问题要求,但这是不可能的。普通栈不能解决问题,显然我们需要重新定义一种新的栈结构。能否在栈中定义两个变量min和max记录最小值和最大值呢,答案是否定的,因为并不是只有进栈操作,经过一系列出栈操作后,有可能最开始的最大值和最小值已经出栈。为了解决这个问题,我们就需要两个辅助栈记录栈

Acx7的博客 1952

SAP FICO 资产会计AA后台配置 (上)

输入折旧表“CZ11”如有外币计价的资产,则需指定外币计价的资产折旧范围,以及规则。因为在设置资产类型时,需指定一个对应的 资产编号范围、资产账户确定类型(便于分配自动会计科目)、屏幕格式规则(便于设置资产字段必填与否)。因为在设置资产类型时,需指定一个对应的 资产编号范围、资产账户确定类型(便于分配自动会计科目)、屏幕格式规则(便于设置资产字段必填与否)。新增资产类型:Z101 固定资产-房屋及建筑物新增资产类型:Z301 固定资产-房屋及建筑物。

ghgxm520的博客 1761

算法题:O(1)时间复杂度实现获取栈的最大值、最小值

问题描述 实现O(1)获取最大最小值的栈 问题:定义栈的数据结构,请在该类型中实现一个能够得到栈的最小元素的getMin函数,getMax函数。在该栈中,调用getMin、getMax、push及pop的时间复杂度都是O(1). 思路 定义一个minStack辅助栈每次记住入栈stack的最小值,即:将数据分别入栈stack和minStack,当入栈minStack的时候,与栈顶元素比较大小,若小于栈顶元素,则入栈成为新的栈顶元素,若大于栈顶元素,则入栈原先的栈顶元素。 getMax的思路同上。 代码 im

FiveStarsGeneral的博客 2834

ESP32-CAM与Thonny的完美搭配:从烧录到通信的完整流程

本文详细介绍了如何将ESP32-CAM与Thonny IDE完美结合,从固件烧录到通信测试的完整流程。通过硬件连接、MicroPython固件烧录、Thonny环境配置以及摄像头功能开发等步骤,帮助开发者快速搭建高效的物联网开发环境,实现图像采集与无线通信功能。

tomato的博客 1122

AUTOSAR Dem模块实战配置:从理论到代码生成的完整指南

本文提供了一份AUTOSAR Dem模块从理论到代码生成的完整实战配置指南。文章详细拆解了配置流程,涵盖Dem模块的核心角色、通用骨架搭建、事件与DTC映射、消抖机制配置,以及与BswM、EcuM、DCM等模块的联调方法,旨在帮助汽车电子工程师快速掌握诊断事件管理的关键配置步骤,生成可运行的代码。

3c4x5z6v7b的博客 455

实现O(1)获取最大最小值的栈----java

实现O(1)获取最大最小值的栈和队列----java 一.如何实现包含获取最小值函数的栈 问题:定义栈的数据结构,请在该类型中实现一个能够得到栈的最小元素的getMin函数。在该栈中,调用getMin、push及pop的时间复杂度都是O(1). 最小值思路:用一个辅助栈stack2记住每次入栈stack1的当前最小值:在stack1入栈时,往stack2中加入当前最小值;st

毛毛虫的小哈 1万+

高德地图API如何使用

通过以上步骤,您可以成功接入并使用高德地图API来为您的应用添加丰富的地图功能。

QQ_778132974的博客 4784

构造一个栈,pop(),push(),min(),max()复杂度都是o(1)的Java实现

思路: 1、利用额外空间处理 2、push时,把最小元素压入栈中,再有新元素进入等于当前最小元素则重复压入,保证压入重复元素是无误 3、poll时,弹出元素,与当前最小值一致则弹出。 代码如下: package com.my.test.datastructure.stack; import java.util.Stack; /* * 实现一个栈 获取最大、最小值、pop()、pu...

聚沙成塔 1935

【23】C++实战篇——C++报错:LNK2001:无法解析的外部符号 ,LNK2019: 无法解析的外部符号,原因分析及解决方法

该文分析了VS项目中出现的"无法解析的外部符号"LNK2001/LNK2019错误。问题表现为跨项目共享变量时,Projector项目无法解析Line项目中声明的外部变量ImgSavePath和ImgFormat。原因在于头文件声明了变量但未包含实现的源文件。解决方法是将getLine.cpp文件添加到Projector项目中。文章还总结了两种错误代码的区别:LNK2001通常对应变量缺失,LNK2019对应函数缺失。最后列出了具体的报错信息,包括无法解析的变量和函数符号。

程序员,他们想的是什么?他们想的永远都是技术,他们崇尚的也永远都是技术。 2006

matplotlib保存图片设置分辨率总是96dpi,好烦躁,教你一招轻松解决

matplotlib保存图片设置分辨率总是96dpi,好烦躁,教你一招轻松解决 目录 matplotlib保存图片设置分辨率总是96dpi,好烦躁,教你一招轻松解决 #使用plt.savefig("cm.png",dpi = 300)为什么不管用 #plt.rcParams也不管用 #解决方案 在做论文的过程中,许多期刊或者会议对图片的分辨率有明确的要求,例如,dpi=300。 之前画曲线图都是采取保存方式为savefig(dpi=300),然后查看保存图片的属性信息,然而你看到的现象是

data+scenario+science+insight 8799

O(1)时间复杂度来获得队列或栈的最大值或者最小值

  该类题型通常是让自己设计并封装应用程序接口(Application Programming Interface, API),即一些预先定义的函数,或指软件系统不同组成部分衔接的约定。   通常是使用常用的数据结构组合或是作为辅助空间来实现这些接口。具体选用何种数据结构来实现,一是依照题目中对时间或空间复杂度的要求,二是在平常的练习当中多加总结。   以下列出相关题目,题目中对时间复杂度的要求均为O(1)O(1)O(1),所以很容易想到用空间换取时间的思路。 (一) 剑指 Offer 30. 包含min函

To the beyond and infinity! 3728

霍尼韦尔SoftMaster使用说明

霍尼韦尔SoftMaster使用说明

时间复杂度为O(1),求栈最大最小值和pop,push操作

时间复杂度为O(1),求栈最大最小值和pop,push操作#ifndef _MSTACK#define _MSTACK#include templatestruct MStack{  MStack* prev;  T Data;};templateclass CMStack{public:  CMStack(){  top =NULL; 

JoeHan的专栏 2972

win10 跳过U8环境检测的IE WebControls.rar

win10 安装u8的时候 提示IE WebControls 不通过,这个工具可以欺骗u8的检查。 跳过U8环境检测的IE WebControls。提示导入失败后,重新检测通过。

WINCC7.3破解文件

WINCC7.3硬件够破解文件,有需要的下载!WINCC7.3硬件够破解文件,有需要的下载!

栈的实现

【题目】:实现一个栈,在实现基础功能的基础上提供获取最大最小值的功能【要求】:pop、push 、getmin、getmax操作时间复杂度均为o(1)【分析】:栈的基本功能是先进后出,本题对时间要求高对空间没有,所以这类题目一般是以空间换时间,空间和时间一般都是相互对立的。# -*- coding: utf-8 -*- """ 基于列表实现栈 实现 pop push getmin getmax o...

CBoy的专栏 316

老版QQ原生表情gif动态

这是老版的QQ表情,不过全是动态的的,Windows照片查看器是不会动的,可以右击用浏览器打开查看,再说一遍是老版的,只是分享给宁愿用老版也要动态的人。

offer30 offer59_II 栈和队列的最小最大值(线性复杂度)(简单)

offer_30 包含min函数的栈 Offer 59 - II. 队列的最大值 本文对上述两个题目做适当延申,如何模拟求队列和栈的最小值和最大值。 重点:要实现min/max的时间复杂度为O(1) 故增加一个辅助列表 两个任务各个函数复杂度: 时间复杂度:O(1) 空间复杂度:O(n) 分析举例:(延申的代码没实现 各实现了一个) # 求队列最大值的话 则 q1 = [-2 0 -3] q2 = [-2 0] ...

棉花糖的博客 137

最小栈与最大队列

剑指 Offer 30. 包含min函数的栈 题意:定义栈的数据结构,请在该类型中实现一个能够得到栈的最小元素的 min 函数在该栈中,调用 min、push 及 pop 的时间复杂度都是 O(1)。 要求:得到最小值元素的min时间复杂度要求为O(1) 思想:利用额外的栈来记录当前的最小值,如果当前push的元素比当前helper栈中的元素小或等于将其push到helper栈中(注意对于等于的处理,因为要在出栈的时候做出栈使用) 实现: class MinStack { private:

qq_25065595的博客 367

leetcode打卡

最小栈,队列的最大值 这两题有点类似,都是要实现O(1)的时间取出最小值或最大值,用空间换时间 155.最小栈 新建一个辅助栈(因为栈先进后出,所以辅助的性质要与原来的一样),由于要取的是最小值,所以只在新加进来的元素比原来元素小时压入辅助栈。弹出的时候只在弹到最小值的时候把辅助栈的值弹出去。(这里要注意,考虑到最小值的相等问题,所以等于最小值的元素也要加入辅助栈) 面试题59 - II.队列的最...

weixin_43838915的博客 229

实现一堆栈,要求三个操作,Pop,Push,GetMaxValue,时间均为O(1)

问题描述 扩展stack的实现,完成正常的push,pop操作,新增访问最小(或最大)元素的接口Min(),使得push,pop,Min的时间复杂度都是O(1)。 问题分析 拿到这道题,我们最先的思考往往是,设计一个算法从栈中拿到最小值,所以开始考虑任何可以用来实现该功能的排序和查找算法。假设栈中有n个元素,一切排序和查找都不可能实现O(1)的时间复杂度找到最小值。再看题目,既然是扩展stack的实

sipherhern的博客 4104

动态数据中求最大值或最小值

1、包含min函数的栈 题目描述 定义栈的数据结构,请在该类型中实现一个能够得到栈中所含最小元素的min函数(时间复杂度应为O(1))。 思路 用一个栈st1装载数据,利用一个辅助栈st2记录此时st1栈中的最小数据,每次元素入栈st1,和此时st2中的栈顶元素比较,若入栈元素比st2栈顶元素小或等于栈顶元素,则入栈st1同时入栈st2,;否则只入栈st1。st1出栈时,也同st2栈顶元素比较,若...

ysl_ysl123的博客 1875
下一篇: 一致性哈希算法
ali48
博客等级 码龄6年 31粉丝 117原创
评论
成就一亿技术人!
拼手气红包6.0元
还能输入1000个字符
 
 条评论被折叠 查看
添加红包

请填写红包祝福语或标题

个

红包个数最小为10个

元

红包金额最低5元

当前余额3.43元 前往充值 >
需支付:10.00元
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付元
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值