LeetCode155——Min Stack

本文介绍了一种支持快速push、pop、top操作及获取最小元素的栈实现方式。通过双栈结构,确保所有操作能在常数时间内完成,适用于需要频繁进行栈操作且关注效率的应用场景。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >


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.

题目大意

设计一个栈,支持push, pop, top,和在常量时间内返回最小元素。

难度系数:容易

分析

这题写出实现并不难,反而是让LeetCode能运行你的代码,比起解这题还费劲。比如,一开始,我使用了vector,结果出现运行时错误。 后来一查,是LeetCode的问题。就那我现在的实现代码来说,把_capacity的初始值改成10,程序运行正常,把它改成100,程序运行出错。 做完后,发现自己的实现和leetcode给出的思路是一致的,也让我颇感欣慰,尽管花了点时间。

实现

template <class T>
class Vector {
public:
    Vector():_capacity(10),_size(0),_pt(NULL) {
        _pt = (T*)malloc(_capacity*sizeof(T));
    }
    ~Vector(){
        free(_pt);
    }

    void push_back(T t) {
        if (_size >= _capacity) {
            _capacity = _capacity * 5;
            T* ptmp = (T*)realloc(_pt,  _capacity*sizeof(T));
            if (ptmp) {
                _pt = ptmp;
            }
        }

        _pt[_size] = t;
        _size++;
    }

    void pop_back() {
        if (_size > 0) {
            --_size;
        }
    }

    T& operator[](size_t pos) {
        return _pt[pos];
    }

    const T& operator[](size_t p) const {
        return _pt[p];
    }

    int erase(int i) {
        for (int k = i; k < _size-1; ++k) {
            _pt[k] = _pt[k+1];
        }
        _size = _size - 1;
        return i;
    }

    void insert(int pos, T t) {
        if (_size >= _capacity) {
            _capacity = _capacity * 5;
            T* ptmp = (T*)realloc(_pt,  _capacity*sizeof(T));
            if (ptmp) {
                _pt = ptmp;
            }
        }
        for (int i = _size; i > pos; --i) {
            _pt[i] = _pt[i-1];
        }
        _pt[pos] = t;
        _size += 1;
    }

    int size() const {
        return _size;
    }

    T back() const{
        return _pt[_size-1];
    }

    T front() const {
        return _pt[0];
    }

private:
    T* _pt;
    int _size;
    int _capacity;
};

class MinStack {
public:
    void push(int x) {
        v.push_back(x);
        if (ov.size() == 0) {
            ov.push_back(x);
        }
        else if (x <= ov.back())
            ov.push_back(x);
    }

    void pop() {
        if (v.size() <= 0)
            return;
        int val = v.back();
        v.pop_back();
        if (val == ov.back()) {
            ov.pop_back();
        }
    }

    int top() {
        return v.back();
    }

    int getMin() {
        return ov.back();
    }

    const Vector<int>& getV() const {
        return v;
    }
private:
    Vector<int> v;
    Vector<int> ov;
};
### LeetCode 20 有效的括号 C++ 解法 对于 LeetCode 第 20 题“有效的括号”,其核心在于通过的数据结构来验证输入字符串中的括号是否能够正确匹配。以下是基于的 C++ 实现方案: #### 方法概述 该方法利用的特点——先进后出(FILO),逐一遍历输入字符串 `s` 中的字符。如果当前字符是一个开括号,则将其压入中;如果是闭括号,则尝试从顶弹出一个对应的开括号进行匹配。最终,当遍历完成后,若为空则表示所有括号均成功匹配。 #### 具体实现代码 以下提供了完整的 C++ 实现代码[^2]: ```cpp class Solution { public: bool isValid(string s) { std::stack<char> m_stack; for (const auto& v : s) { if (m_stack.empty()) { m_stack.push(v); } else if (compare(m_stack.top(), v)) { m_stack.pop(); } else { m_stack.push(v); } } return m_stack.size() == 0 ? true : false; } private: bool compare(const char& c1, const char& c2) { return (c1 == '(' && c2 == ')') || (c1 == '[' && c2 == ']') || (c1 == '{' && c2 == '}'); } }; ``` 上述代码定义了一个名为 `Solution` 的类,并在其内部实现了成员函数 `isValid` 和辅助私有函数 `compare`。其中: - 函数 `isValid` 负责接收输入字符串并返回布尔值以表明括号序列是否有效。 - 辅助函数 `compare` 则用于检测两个字符是否构成一对合法的括号组合。 #### 复杂度分析 时间复杂度为 O(n),因为每个字符最多只会被压入和弹出一次堆操作。空间复杂度同样也是 O(n),最坏情况下整个字符串都需要存储到里[^4]。 --- ###
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