最小栈、最小队列

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分类专栏： leetcode题解 文章标签： 算法 数据结构
于 2024-04-05 18:39:27 首次发布
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定义一种栈或队列，提供push、pop、getMin三种操作，要求平均复杂度O(1)。

最小栈

计算的是栈顶元素的最整个栈中的最小值，所以我们使用两个栈，一个存储原始数据，一个存储元素对应的最小值。在每次入栈时辅助栈将元素和站定元素比较，如果小于站定元素就入栈，否则压入栈顶元素。


class MinStack {
   
   
public:
  void push(int x) {
   
   
    if (st
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最小栈：不仅是栈，更是算法里的“侦探助手”
Echo_Wish
08-14 70
最小栈：不仅是栈，更是算法里的“侦探助手”
leetcode:155.最小栈
uncle_ll的博客
06-14 351
来源：力扣（LeetCode）链接: https://leetcode.cn/problems/min-stack/设计一个支持 ， ， 操作，并能在常数时间内检索到最小元素的栈。实现 类:示例 1: 提示：对于这类题目一般是使用辅助栈，类似的题目有用两个栈实现队列，只用队列实现栈，顺序倒一遍，都是需要使用辅助栈或者队列；python实现 c++实现 复杂度分析......
最小栈和最小队列
奇舞周刊
07-17 359
编者按：本文作者高峰，360奇舞团前端工程师，W3C性能工作组/WOT工作组成员。相信栈和队列这两种数据结构大家一定都不陌生吧。这两种数据结构有个特殊形式：即最小栈和最小...
最小索引优先队列思路及实现
Mekeater的博客
04-13 797
最小索引优先队列思路及实现 前言 堆是通过数组实现的完全二叉树结构，堆可以分为最大堆（父结点比左右子结点都大）和最小堆（父结点比左右子结点都小）。基于最大堆可以实现最大优先队列，基于最小堆可以实现最小优先队列。但是无论是堆，还是最大优先队列，还是最小优先队列，一旦结构形成，它们可以分别快速访问到队列中最大元素和最小元素，但是他们有一个缺点，就是没有办法通过索引访问已存在于优先队列中的对象，并更新它们。为了实现这个目的，在优先队列的基础上，学习一种新的数据结构，索引优先队列。本文以最小索引优先队列（即，以最小
夜深人静写算法——最小堆实现优先级队列
SYP___
11-27 1225
一： 1.优先级队列定义:  优先级队列（priority queue） 是0个或多个元素的集合，每个元素都有一个优先权，对优先级队列执行的操作有 （1）查找 （2）插入一个新元素  （3）删除 一般情况下，查找操作用来搜索优先权最大的元素，删除操作用来删除该元素 。 2.最小堆： 最小堆，是一种经过排序的完全二叉树，其中任一非终端节点的数据值均不大于其左子节点和右子节点的值。 堆...
最小优先队列
regens的博客
03-29 525
最小优先队列
【C++】最小栈
https://blog.youkuaiyun.com/WL0616
08-02 515
设计一个支持 push ，pop ，top 操作，并能在常数时间内检索到最小元素的栈。 push(x) —— 将元素 x 推入栈中。 pop() —— 删除栈顶的元素。 top() —— 获取栈顶元素。 getMin() —— 检索栈中的最小元素。 示例: 输入： [“MinStack”,“push”,“push”,“push”,“getMin”,“pop”,“top”,“getMin”] [[],[-2],[0],[-3],[],[],[],[]] 输出： [null,null,null,null,-3,
LeetCode——最小栈（辅助栈）
Always-Learning
01-06 3921
题目描述 解题思路 初始化 初始化的时候构造一个普通栈和最小栈，这个最小栈的特点在于，只要发现比最后一个元素小的元素。就把这个元素放到最小栈的最后。 push push元素的时候，普通栈直接入栈，如果入栈的元素比最小栈的最后一个元素小，则这个元素也入最小栈，或者最小栈为空，这个元素也入最小栈。 pop 首先普通栈pop，如果要pop的元素和最小栈的最后一个元素的值相等，最小栈也要pop。 top 直接返回普通栈的最后一个元素。 getMin 直接返回最小栈的最后一个元素。 AC代码 v
优先队列-最小优先队列
lujiangui的专栏
09-27 218
前言 1.最小的二元素放在数组的索引1处。 2.每个结点的数据总是小于等于它的两个子结点的数据。 public class MinPriorityQueue<T extends Comparable> { T[] items; int size; public MinPriorityQueue(int capacity) { items = (T[]) new Comparable[capacity+1]; size =0
索引最小优先队列
qq_54802338的博客
03-23 328
索引最小优先队列需要使用三个数组来实现。 ①第一个数组T[] items是存放数据最原始的数组，数组中每一个元素都关联着一个索引； ②第二个数组int[] pq存放元素在数组items中的索引，注意:是排好序的元素的索引(顺序是：每个结点都小于他的每一个子结点，和堆有序的概念相反) 排好序的元素在堆中是这样的 ，pq数组的产生是这样的：items数组是最原始的数组，不用做任何改变，现在我们按照一定序列排序items数组中的元素，排好序即可生成一个有序堆，而这个有序堆对应的数组即为..
最近最少使用队列算法
ikownyou的博客
05-17 3989
定义： LRU是Least Recently Used的缩写，即最近最少使用页面置换算法，是为虚拟页式存储管理服务的，是根据页面调入内存后的使用情况进行决策了。由于无法预测各页面将来的使用情况，只能利用“最近的过去”作为“最近的将来”的近似，因此，LRU算法就是将最近最久未使用的页面予以淘汰。 可以用一个特殊的栈来保存当前正在使用的各个页面的页面号。当一个新的进程访问某页面时，便将该页
优先队列：索引最小优先队列、最小优先队列、最大优先队列（c++11）
syealfalfa的博客
09-20 1022
最大优先队列和最小优先队列，他们可以分别快速访问到队列中的最大元素和最小元素，但是他们有一个缺点，就是没有办法通过索引访问已存在于优先队列中的对象，并更新它们，而索引最小优先队列和索引最大优先队列可以解决这一问题。
最小优先队列基本操作
QiaoRuoZhuo的专栏
11-24 979
最小优先队列基本操作： void Insert(MinPQue *q, ElemType x);//把元素x插入队列S中 ElemType MinKeyword(MinPQue q);//返回队列S中具有最小关键字的元素（即vec[0]） ElemType ExtractMin(MinPQue *q);//删除并返回队列S中具有最小关键字的元素（即vec[0]） void ChangeKey(MinPQue *q, int pos, ElemType k);//将第pos个元素的关键字值改为k int Se
最小\大栈以及最小\大队列 单调队列
qq_23204557的博客
07-19 321
此题也可用单调队列来解：https://leetcode.com/submissions/detail/248883712/ 理由是最终队列中包括的所有元素，都是从它的左边元素（exlusive)到它这一段中，用时最长的 （官方提供的默认解法时间复杂度与我相同）。当然此处的单调队列与上面的略有不同，在于。但是后面我发现了一种更简练而且效率更高的方法：单调队列（我自己的命名，可以平均线性时间得到最大\小值）。结合最小\大栈的思路，和两个栈构成一个队列的思路完成。可在常数时间内得到栈的最值。
索引最小优先队列的实现
sc179的博客
11-08 691
概述 最大优先队列和最小优先队列，它们分别可以快速访问到队列中的最大元素和最小元素，但是它们没有办法通过索引访问已存在于优先队列中的对象，并更新它们。 为此，在优先队列的基础上，引入了一种新的数据结构——索引优先队列。 下面以最小优先队列进行讲解。 实现思路 给每一个数据元素关联一个整数，例如insert（int k, T t），k就是t关联的整数，通过k，我们可以快速获取t，k具有唯一性； 虽然可以快速获取元素，但元素的排列并不是堆有序的。因此，增加数组int[] pq，保存每个元素的索引，pq实
优先队列：最大优先队列、最小优先队列（堆实现）
sc179的博客
11-06 1482
目录0 优先队列1 最大优先队列2 最小优先队列 0 优先队列 普通队列先进先出，队尾加，队头删； 某些情况下，我们需要找出队列中的最大值或最小值。比如使用一个队列保存计算机的任务，任务需要有优先级，我们需要找出优先级最高的任务先执行，执行完毕后将任务从队列删除。 普通队列完成任务，需要遍历队列所有元素，比较并找出最大值，效率低下； 这时可以使用一种特殊的队列来完成需求，即优先队列。 按照功能需求分两种：1 最大优先队列：获取并删除队列中最大的值；2 最小优先队列：获取并删除队列中最小的值。 1 最大优
最大最小优先队列
u014071802的专栏
06-14 1598
需求分析 最大最小优先队列： 优先队列是0个或多个元素的集合，每个元素都有一个优先权或值，以队列形式存放数据，因此只允许底端加入数据，顶端取出数据，数据的排列按照优先权或值的大小排列。需要实现以下操作： 1、   查找：找出队列中最小或最大元素。 2、   删除：删除队列中最大或最小元素。 3、   插入：插入新元素到队列中。 4、   查看：查看整个队列的所有数据。 5、   实现
从最小(大)栈到最大(小)队列，再到单调队列
wx_14678的博客
07-18 401
引言 很长一段时间没有写博客，也没有刷 leetcode 了。这两天又刷了一下，发现还是生疏了不少。做 239. 滑动窗口最大值 的时候，发现有用单调队列的做法，突然想起了 剑指 Offer 59 - II. 队列的最大值 可不就是单调队列嘛。所以和最大(小)栈问题一起，做个总结记录以备查看。 最小栈问题 简单说明一下最小栈问题：设计一个栈结构，可以支持栈原有的push, pop，top 操作，同时加入 min 操作可以返回当前栈的最小值。 问题分析： 原本栈是一个单进单出的结构，先进后出。要求返回栈的最小
c++最小栈
最新发布
08-09
### 三级标题：C++ 实现最小栈的方法 最小栈是一种扩展的栈结构，能够在常数时间内返回当前栈中的最小值。在 C++ 中，实现最小栈通常有两种主流方法：使用辅助栈同步记录最小值，或者使用一个栈来同时存储元素及其当前最小值。 #### 方法一：使用两个栈实现（主栈与最小栈） 在这种实现中，维护两个栈：一个用于存储原始数据（主栈 `s`），另一个用于同步存储当前最小值（最小栈 `mins`）。最小栈的栈顶始终保存着主栈中当前最小值的状态。 ```cpp class MinStack { public: std::stack<int> s; std::stack<int> mins; MinStack() { mins.push(INT_MAX); // 初始化最小栈为最大值，确保第一个元素一定被记录为最小值 } void push(int val) { s.push(val); mins.push(std::min(mins.top(), val)); // 将当前最小值压入最小栈 } void pop() { s.pop(); mins.pop(); // 主栈与最小栈同步弹出 } int top() { return s.top(); } int getMin() { return mins.top(); // 直接返回最小栈的栈顶 } }; ``` 这种方法通过额外的空间换取了时间效率，每次 `push` 和 `pop` 操作都为 $O(1)$ 时间复杂度，且 `getMin` 同样是 $O(1)$ [^4]。 #### 方法二：一个栈中存储元素与最小值对 另一种实现方式是在一个栈中同时保存当前元素及其对应的最小值。通过 `pair<int, int>` 类型，将当前值与当前最小值一同压入栈中，从而避免使用第二个栈。 ```cpp class MinStack { public: std::stack<std::pair<int, int>> v; MinStack() {} void push(int val) { if (v.empty()) { v.push({val, val}); // 第一个元素，最小值就是它自己 } else { int currentMin = std::min(val, v.top().second); v.push({val, currentMin}); // 压入当前值和当前最小值 } } void pop() { v.pop(); } int top() { return v.top().first; // 返回当前栈顶元素 } int getMin() { return v.top().second; // 返回当前最小值 } }; ``` 这种方式只使用一个栈，但每个元素都携带了最小值信息，使得 `getMin` 的查询同样保持 $O(1)$ 时间复杂度 [^5]。 #### 时间与空间复杂度分析 - **时间复杂度**： - `push`、`pop`、`top` 和 `getMin` 操作均为 $O(1)$。 - **空间复杂度**： - 使用辅助栈或存储最小值的栈结构会带来 $O(n)$ 的额外空间消耗，其中 $n$ 是栈中元素的数量。 这两种实现方式都满足了最小栈的基本要求：在常数时间内获取最小值，并且支持标准的栈操作。 ---
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