剑指Offer-30：包含min函数的栈

题目：

定义栈的数据结构，请在该类型中实现一个能够得到栈最小元素的min函数。在该栈中，调用min、push以及pop的时间复杂度都是O(1)。

链接：

剑指Offer（第2版）：P165

思路标签：

• 利用辅助栈实现min函数

解答：

1. C++

• 首先我们从题目中可以看出，我们需要在栈中实现一个min函数，同时也需要保证原本栈的基本操作；排序的思路在这里是不可行的；
• 在实现当前栈的最小值，还需要实现弹出一个元素后，栈的最小值，也就是次小值，利用辅助栈来保存每次元素入栈时的最小值；
• 如果入栈的元素是最小值，则辅助栈保存当前元素；如果入栈的元素不是最小值，则辅助栈重复保存其栈顶的最小元素。

class Solution {
public:
    void push(int value) {
        stk_data.push(value);

        if(stk_assist.size() == 0 || value<stk_assist.top())
            stk_assist.push(value);
        else
            stk_assist.push(stk_assist.top());
    }

    void pop() {
        stk_data.pop();
        stk_assist.pop();
    }

    int top() {
        return stk_data.top();
    }
    int min() {
        return stk_assist.top();
    }
private:
    stack<int> stk_data;
    stack<int> stk_assist;
};

2. C++模板类

#pragma once

#include <stack>
#include <assert.h>

template <typename T> class StackWithMin
{
public:
    StackWithMin() {}
    virtual ~StackWithMin() {}

    T& top();
    const T& top() const;

    void push(const T& value);
    void pop();

    const T& min() const;

    bool empty() const;
    size_t size() const;

private:
    std::stack<T>   m_data;     // 数据栈，存放栈的所有元素
    std::stack<T>   m_min;      // 辅助栈，存放栈的最小元素
};

template <typename T> void StackWithMin<T>::push(const T& value)
{
    // 把新元素添加到辅助栈
    m_data.push(value);

    // 当新元素比之前的最小元素小时，把新元素插入辅助栈里；
    // 否则把之前的最小元素重复插入辅助栈里
    if(m_min.size() == 0 || value < m_min.top())
        m_min.push(value);
    else
        m_min.push(m_min.top());
}

template <typename T> void StackWithMin<T>::pop()
{
    assert(m_data.size() > 0 && m_min.size() > 0);

    m_data.pop();
    m_min.pop();
}


template <typename T> const T& StackWithMin<T>::min() const
{
    assert(m_data.size() > 0 && m_min.size() > 0);

    return m_min.top();
}

template <typename T> T& StackWithMin<T>::top()
{
    return m_data.top();
}

template <typename T> const T& StackWithMin<T>::top() const
{
    return m_data.top();
}

template <typename T> bool StackWithMin<T>::empty() const
{
    return m_data.empty();
}

template <typename T> size_t StackWithMin<T>::size() const
{
    return m_data.size();
}

C++相关：

const T、const T*、T const、const T&、const T& 的区别：

• http://blog.youkuaiyun.com/luoweifu/article/details/45600415