lintcode面试题30:带最小值操作的栈

本文介绍如何设计并实现一个特殊的数据结构——带有min方法的栈,该栈支持push、pop和min操作,且所有操作均能在O(1)时间内完成。通过使用辅助栈来跟踪最小值,确保即使在频繁的元素进出栈后也能快速获取到当前栈中的最小值。

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实现一个带有取最小值min方法的栈,min方法将返回当前栈中的最小值。
你实现的栈将支持push,pop 和 min 操作,所有操作要求都在O(1)时间内完成。
样例
如下操作:push(1),pop(),push(2),push(3),min(), push(1),min() 返回 1,2,1

注意:lintcode上pop()函数也要有返回值;

思路:

把每次的最小元素(数据栈之前最小的元素与新压入栈元素之间的较小值)存入辅助栈。保证辅助栈顶一直都是数据栈的最小元素。
当最小元素从数据栈内被弹出,同时弹出辅助栈栈顶元素,此时辅助栈栈顶的新元素就是下一个最小值。
这里写图片描述

代码:

void push(int number) {
        // write your code here
        data_stack.push(number);
        if(min_stack.size()==0||number<min_stack.top())
            min_stack.push(number);
        else
            min_stack.push(min_stack.top());
    }

    /*
     * @return: An integer
     */
    int pop() {
        // write your code here
        assert(data_stack.size()>0&&min_stack.size()>0);
        min_stack.pop();
        int temp = data_stack.top();//pop会删除栈顶元素,若需要返回栈顶元素需要先将栈顶元素存为变量
        data_stack.pop();
        return temp;
    }

    /*
     * @return: An integer
     */
    int min() {
        // write your code here
        assert(data_stack.size()>0&&min_stack.size()>0);
        return min_stack.top();
    }
private:
    stack <int>data_stack;
    stack <int>min_stack;

知识点:

c++栈的方法的基本用法:
push(): 向栈内压入一个成员;
pop(): 从栈顶弹出一个成员;
top(): 返回栈顶,但不删除成员;
size(): 返回栈内元素的大小;
empty(): 如果栈为空返回true,否则返回false;

assert();如果它的条件返回错误,则终止程序执行

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