Min Stack （JAVA实现）

最新推荐文章于 2023-04-05 22:53:52 发布

珍可

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分类专栏：算法文章标签： MinStack

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/ahzhengzheng/article/details/46314573

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本文介绍了如何设计一个支持push、pop、top和getMin操作的MinStack，通过使用两个栈（data和minData）来实现常数时间获取最小元素。在push时，如果新元素小于或等于minData栈顶元素，则将其存入minData。在pop和top操作时，只对data栈进行操作，确保minData栈顶元素始终为最小值。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

题目：Design a stack that supports push, pop, top, and retrieving the minimum element in constant time.
push(x) – Push element x onto stack.
pop() – Removes the element on top of the stack.
top() – Get the top element.
getMin() – Retrieve the minimum element in the stack.

翻译：设计一个含有 push、pop、top、getMin功能的栈，各功能详细说明如下：
push(x) – 将数据x压入栈；
pop() – 将数据弹出；
top() – 获得栈顶数据；
getMin() – 获得栈中最小元素。

思路一—失败的方法
失败方法1：用数组来实现栈，但提交后报错：error: constructor MinStack in class MinStack cannot be applied to given types;
可能原因：因为用数组来实现的栈，所以在初始化栈时需要给出栈的大小，可能因为这样与题目要求不符。
失败方法2：在方法1的基础上将数组换成ArrayList，不会报上述错误了，但总是显示超时。
可能原因：在实现getMin()函数时，需要对ArrayList进行遍历，可能耗时比较长

思路二–可实现
定义两个栈（可以用ArrayList，也可以用Stack实现），一个正常存储数据，记为data，一个只有当需要存入的数据小于或等于栈顶数据时才存入，记为minData；出栈时，data可直接出栈，而只有当data栈顶元素与minData栈顶元素相等时，minData才会弹出元素；通过这种方法可以保证minData中的栈顶元素始终是整个栈的最小数据。

例如：
push(4) –>data={4} ; minData={4};
push(4) –>data={4,4} ; minData={4,4};
push(5) –>data={4,4,5}; minData={4,4};
push(3) –>data={4,4,5,3}; minData={4,4,3};
pop() –> data={4,4,5}; minData={4,4};
pop() –>data={4,4}; minData={4,4};

代码（java）–此处用的是Stack实现，用ArrayList也可以，但会稍微比Stack臃肿一些

import java.util.*;
class MinStack {      
    Stack<Integer> data = new Stack<Integer>();
    Stack<Integer> minData = new Stack<Integer>();

    public void push(int x) {
        data.push(x);
        if(minData.isEmpty()||x <= minData.peek()){
             minData.push(x);
        }
    }

    public void pop() {
        if(!data.isEmpty()){
            int top = data.pop();
            if(top ==  minData.peek()){
                minData.pop();
            }
        }
    }
    public int top() {
        if(!data.isEmpty()){
            return data.peek();
        }else{
            return 0;
        }
    }

    public int getMin() {
        if(!minData.isEmpty()){
            return minData.peek();
        }else{
            return 0;
        }
    }
}

找的另一种思路的代码

class MinStack {
    Node top = null;
    public void push(int x) {
        if (top == null) {
            top = new Node(x);
            top.min = x;
        } else {
            Node temp = new Node(x);
            temp.next = top;
            top = temp;
            top.min = Math.min(top.next.min, x);
        }
    }
    public void pop() {
        top = top.next;
        return;
    }
    public int top() {
        return top == null ? 0 : top.val;
    }
    public int getMin() {
        return top == null ? 0 : top.min;
    }
}
class Node {
    int val;
    int min;
    Node next;
    public Node(int val) {
        this.val = val;
    }
}