一个有getMin功能的栈

最新推荐文章于 2020-11-27 17:49:37 发布

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本文介绍了一种特殊的数据结构——栈，并在此基础上增加了获取最小值的功能。通过使用两个栈，一个用于存储数据，另一个用于跟踪最小值，确保了push、pop及getMin操作的时间复杂度均为O(1)。

前言：这是学习《程序员代码面试指南》一书的第一篇文章，也是博客的第一篇文章，给自己加油，从现在开始坚持记录学习。

设计一个有getMin功能的栈

题目：实现一个特殊的栈，在实现栈的基本功能的基础上，再实现返回栈中最小值的操作。

要求：1.pop、push、getMin操作的时间复杂度都是O（1）。

2.设计的栈类型可以使用现成的栈结构。

1.思路整理：

  采用两个栈，
stackData作为数据栈保存数据；
stackMin作为辅助栈保存stackData数据栈中每一步的最小元素。

压入数据规则：
1.将数据newNum压入stackData数据栈中，执行下一步；
2.判断stackMin辅助栈是否为空，
若为空，将newNum同步压入stackMin辅助栈，执行下一步；
若不为空，直接执行下一步；
3.若 newNum <= stackMin.peek()，将newNum同步压入stackMin，
若 newNum > stackMin.peek()，结束操作

弹出数据规则：
1.判断stackData栈是否为空，
若为空，结束操作；
若不为空，弹出栈顶元素，执行下一步；
2.判断stackMin辅助栈是否为空，
若为空，结束操作
若不为空，直接执行下一步；
3.若 stackData栈顶元素 == getMin()，弹出stackMin栈顶元素
若 stackData栈顶元素 > getMin()，结束操作
（注：根据压入规则，stackData栈中元素 >= stackMin栈中元素，所以上面不必考虑小于的情况）

查询最小值操作：
根据以上规则， stackMin的栈顶元素始终是当前stackData栈的最小值

2.代码实现：


public class MyStack {
	private Stack<Integer> stackData;
	private Stack<Integer> stackMin;
	
	public MyStack() {
		this.stackData = new Stack<>();
		this.stackMin = new Stack<>();
	}
	
	public void push(int newNum) {
		if (this.stackMin.empty()) {
			this.stackMin.push(newNum);
		} else if(newNum<=this.getMin()){
			this.stackMin.push(newNum);
		}
		this.stackData.push(newNum);
	}
	
	public int pop() {
		if(this.stackData.empty()){
			throw new RuntimeException("操作的栈为空");
		}
		if(this.stackData.peek() == this.getMin()){
			this.stackMin.pop();
		}
		return this.stackData.pop();
	}
	
	public int getMin() {
		if(this.stackMin.empty()){
			throw new RuntimeException("操作的栈为空");
		}
		return this.stackMin.peek();
	}
	
}