返回栈中最小元素

这个博客介绍了一个使用两个栈实现的特殊数据结构,其中一个用于存储数据,另一个用于跟踪最小值。在push、pop和getMin操作中,时间复杂度都保持为O(1)。通过在push时比较新值和当前最小值,确保了最小栈的正确性。在main方法中,展示了如何向栈中添加元素、获取最小值以及进行pop操作的过程。

 
/**
 * 实现一个特殊的栈,在基本功能上实现返回栈中最小元素的功能
 *      1.push,pop,getMin的时间复杂度为O(1)
 *      2.可以使用现有的栈结构
 * 操作:
 *      使用两个栈,一个最小栈,一个数据栈
 */


public class TheMinNumberInStack {

    private final Stack<Integer> dataStack;
    private final Stack<Integer> minStack;

    public TheMinNumberInStack() {
        this.dataStack = new Stack<>();
        this.minStack = new Stack<>();
    }

    public static void main(String[] args) {
        TheMinNumberInStack stack = new TheMinNumberInStack();
        stack.push(5);
        stack.push(3);
        stack.push(7);

        System.out.println(stack.getMin());
        stack.pop();
        System.out.println(stack.getMin());
        stack.pop();
    }

    public void push(int val){
        if(dataStack.empty() && minStack.empty()){
            minStack.push(val);
        }else{
            if(val <= minStack.peek()){
                minStack.push(val);
            }else{
                minStack.push(minStack.peek());
            }
        }
        dataStack.push(val);
    }

    public int pop(){
        if(dataStack.empty()){
            throw new RuntimeException("栈已经为空");
        }
        minStack.pop();
        return dataStack.pop();
    }

    /*获取当前栈中最小的元素*/
    public int getMin(){
        if(minStack.empty()){
            throw new RuntimeException("栈已经为空");
        }
        return minStack.peek();
    }
}

 左神算法学习

实现一个特殊的返回最小元素,可以使用两个实现。第一个用来保存当前中的元素,第二个用来保存每一步的最小值。具体实现方法如下: 1. 定义两个,一个是data,一个是min。 2. push操作:将元素压入data中,然后判断min是否为空。如果为空,则将该元素也压入min中;如果不为空,则比较该元素和min顶元素哪一个更小。如果该元素更小或者二者相等,则将该元素也压入min中;如果min顶元素更小,则不将该元素压入min中。 3. pop操作:从data中弹出元素,并判断该元素是否为min顶元素。如果是,则也从min中弹出该元素。 4. getMin操作:直接返回min顶元素即可。 下面是C语言的代码实现: ``` #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #define MAXSIZE 100 typedef struct { int data[MAXSIZE]; int top; } Stack; void initStack(Stack *s) { s->top = -1; } int isEmpty(Stack *s) { return s->top == -1; } int isFull(Stack *s) { return s->top == MAXSIZE - 1; } void push(Stack *s, int x) { if (isFull(s)) { printf("Stack is full.\n"); exit(1); } s->data[++s->top] = x; } int pop(Stack *s) { if (isEmpty(s)) { printf("Stack is empty.\n"); exit(1); } return s->data[s->top--]; } int getTop(Stack *s) { if (isEmpty(s)) { printf("Stack is empty.\n"); exit(1); } return s->data[s->top]; } typedef struct { Stack dataStack; Stack minStack; } MinStack; void initMinStack(MinStack *s) { initStack(&s->dataStack); initStack(&s->minStack); } void pushMin(MinStack *s, int x) { push(&s->dataStack, x); if (isEmpty(&s->minStack) || x <= getTop(&s->minStack)) { push(&s->minStack, x); } } int popMin(MinStack *s) { int x = pop(&s->dataStack); if (x == getTop(&s->minStack)) { pop(&s->minStack); } return x; } int getMin(MinStack *s) { return getTop(&s->minStack); } int main() { MinStack s; initMinStack(&s); pushMin(&s, 3); pushMin(&s, 2); pushMin(&s, 5); pushMin(&s, 1); printf("Min element: %d\n", getMin(&s)); popMin(&s); printf("Min element: %d\n", getMin(&s)); return 0; } ```
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