[栈] LeetCode 155. 最小栈

155. 最小栈

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 1：

输入：
["MinStack","push","push","push","getMin","pop","top","getMin"]
[[],[-2],[0],[-3],[],[],[],[]]

输出：
[null,null,null,null,-3,null,0,-2]

解释：
MinStack minStack = new MinStack();
minStack.push(-2);
minStack.push(0);
minStack.push(-3);
minStack.getMin();   --> 返回 -3.
minStack.pop();
minStack.top();      --> 返回 0.
minStack.getMin();   --> 返回 -2.

提示：

• pop、top 和 getMin 操作总是在 非空栈 上调用。

思路一：辅助栈

• 元素入栈时，我们取当前辅助栈的栈顶元素与当前入栈元素比较得出最小值，将这个最小值插入辅助栈中；
• 元素出栈时，辅助栈的栈顶元素也一并弹出(与数据栈同步)；
• 因此辅助栈的栈顶存放的是当前栈内元素的最小值。

C++版本

class MinStack {
public:
    /** initialize your data structure here. */
    stack<int> s1,s2;
    MinStack() {
    }
    void push(int x) {
        s1.push(x);
        if(s2.empty()) s2.push(x);
        else s2.push(min(x,s2.top())); 
    }
    void pop() {
        s1.pop();
        s2.pop();
    }
    int top() {
        return s1.top();
    }
    int getMin() {
        return s2.top();
    }
};

/**
 * Your MinStack object will be instantiated and called as such:
 * MinStack* obj = new MinStack();
 * obj->push(x);
 * obj->pop();
 * int param_3 = obj->top();
 * int param_4 = obj->getMin();
 */

Python版本

class MinStack:

    #辅助栈与数据栈同步
    def __init__(self):
        """
        initialize your data structure here.
        """
        self.data = []
        self.min_stack = []

    def push(self, x: int) -> None:
        self.data.append(x)
        if len(self.min_stack) == 0 or x <= self.min_stack[-1]:
            self.min_stack.append(x)
        else:
            self.min_stack.append(self.min_stack[-1])

    def pop(self) -> None:
        self.data.pop()
        self.min_stack.pop()

    def top(self) -> int:
        return self.data[-1]

    def getMin(self) -> int:
        return self.min_stack[-1]


# Your MinStack object will be instantiated and called as such:
# obj = MinStack()
# obj.push(x)
# obj.pop()
# param_3 = obj.top()
# param_4 = obj.getMin()

思路二：使用pair<int,int>同时保存栈内元素和栈内的最小值

C++版本

class MinStack {
public:
    stack<pair<int,int>> st;
    /** initialize your data structure here. */
    MinStack() {

    }
    
    void push(int x) {
        if(st.empty()) st.push({x,x});
        else st.push({x,min(x,st.top().second)});
    }
    
    void pop() {
        st.pop();
    }
    
    int top() {
        return st.top().first;
    }
    
    int getMin() {
        return st.top().second;
    }
};

/**
 * Your MinStack object will be instantiated and called as such:
 * MinStack* obj = new MinStack();
 * obj->push(x);
 * obj->pop();
 * int param_3 = obj->top();
 * int param_4 = obj->getMin();
 */