30. 包含min函数的栈

剑指offer 30 包含min函数的栈 LeetCode155

155. 最小栈

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

示例:

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

提示：

各函数的调用总次数不超过 20000 次

注意：本题与主站 155 题相同：https://leetcode-cn.com/problems/min-stack/

解题思路

使用一个额外的 minStack作为辅助栈，栈顶元素为当前栈中最小的值。
在对栈进行 push 入栈和 pop 出栈操作时，同样需要对 minStack 进行入栈出栈操作，从而使 minStack 栈顶元素一直为当前栈中最小的值。在进行 push 操作时，需要比较入栈元素和当前栈中最小值，将值较小的元素 push 到 minStack 中。

Java代码

class MinStack {
    Stack<Integer> stack;//实际数据栈
    Stack<Integer> minStack;//辅助栈，栈顶一直存储当前最小元素，数据个数和实际数据栈中个数一致

    /** initialize your data structure here. */
    public MinStack() {
        stack = new Stack<>();
        minStack = new Stack<>();

    }
    
    public void push(int x) {
        stack.push(x);
        //辅助栈为空或者当前入栈元素小于之前的最小值，说明当前元素就是最小值
        if(minStack.isEmpty() || x < minStack.peek()){
            minStack.push(x);
        }else{//辅助栈顶元素仍然是最小的，让他再次入栈
            int temp = minStack.peek();
            minStack.push(temp);    
        }
    }
    
    public void pop() {
        stack.pop();
        //数据栈弹出了一个元素，辅助栈相应弹出一个元素
        minStack.pop();
    }
    
    public int top() {
        return stack.peek();
    }
    
    public int min() {
        return minStack.peek();
    }
}
/**
 * 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.min();
 */

Go代码

type MinStack struct {
    Main []int
    Help []int // 用于存最小值
}


func Constructor() MinStack {
    return MinStack{
        Main : make([]int,0),
        Help : make([]int,0),
    }
}


func (this *MinStack) Push(val int)  {
    // 主栈随时添加
    this.Main = append(this.Main,val)
    // 辅助栈为空时直接添加，不为空的时候，比较val和辅助栈栈顶的元素大小再决定添加哪个
    if len(this.Help) == 0 {
        this.Help = append(this.Help,val)
        return 
    }

    // 上面过了之后，说明辅助栈不为空，可以取下标了，没有上面的判断的话，这里可能去切片-1索引，报索引越界异常
    min := this.Help[len(this.Help) - 1]
    if val < min {
        this.Help = append(this.Help,val)
    } else {
        this.Help = append(this.Help,min)
    }
}


func (this *MinStack) Pop()  {
    this.Main = this.Main[0:len(this.Main) - 1]
    this.Help = this.Help[0:len(this.Help) - 1]
}


func (this *MinStack) Top() int {
    return this.Main[len(this.Main) - 1]
}


func (this *MinStack) GetMin() int {
    return  this.Help[len(this.Help) - 1]
}


/**
 * Your MinStack object will be instantiated and called as such:
 * obj := Constructor();
 * obj.Push(val);
 * obj.Pop();
 * param_3 := obj.Top();
 * param_4 := obj.GetMin();
 */