实现最小栈

最新推荐文章于 2025-01-14 17:27:49 发布

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本文介绍了一种特殊的数据结构——MinStack，它不仅支持常规的push和pop操作，还能在O(1)时间内获取栈内最小值。通过巧妙利用辅助栈存储差值，实现了在不增加额外空间复杂度的前提下，快速获取最小元素。

题目

实现一个这样的栈，这个栈除了可以进行普通的push、pop操作以外，还可以进行getMin的操作，getMin方法被调用后，会返回当前栈的最小值。栈里面存放的都是 int 整数，并且数值的范围是 [-100000, 100000]。要求所有操作的时间复杂度是 O(1)，空间复杂度也能O(1)的话可加分。

代码

class MinStack
{
public:
	MinStack(){}
	~MinStack(){}

	void push(int x)
	{
		if (m_stack.empty())
		{
			m_stack.push(x);
			m_nMin = x;
		}
		else
		{
			// 通过获取差值调整最小值，差值小于0说明要加入的值比最小值小
			int nCompare = x-m_nMin;
			m_stack.push(nCompare);
			m_nMin = m_stack.top()<0?x:m_nMin;
		}
	}

	void pop()
	{
		// 调整最小值 如果栈顶元素小于0说明弹出的是最小值，获取第二小值
		m_nMin = m_stack.top()<0?m_nMin-m_stack.top():m_nMin;
		m_stack.pop();		
	}

	int getMin()
	{
		return m_nMin;
	}
private:
	stack<int> m_stack;
	int m_nMin;
};

题解

辅助栈m_stack存储的是（待push元素-最小值）
当push元素时，若该值小于0，则说明待push元素是最小值，更新最小值；否则不用更新最小值；
当要pop元素时，若辅助栈m_stack栈顶元素是大于0，说明待pop元素不是最小元素，最小值不需更新；否则最小值需更新，即最小值-m_stack栈顶元素。