数据结构之栈的面试题：最小栈的实现

最新推荐文章于 2025-06-02 18:28:17 发布

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本文介绍了一种在不破坏栈的入栈出栈顺序的前提下，始终保持栈顶为栈内元素最小值的最小栈实现方法。通过双元素入栈策略，确保了栈顶总是当前栈内的最小元素。此外，还提供了完整的最小栈实现代码与测试案例。

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在前面几个博客，利用顺序表去链表的方式分别实现了队列与栈的基本操作。这篇博客，我们对常见的一些栈、队列的面试题进行总结。

最小栈的实现

什么是最小栈，最小栈的意思就是在不破坏栈的入栈出栈顺序的前提下，在栈顶永远保存着栈内元素的最小值。我们的思路是每次在入栈元素时入栈两个，第一个入应该入的元素，第二个入栈内最小元素。

//实现
#include <stdio.h>
#include "seqstack.h"

typedef struct Min_SeqStack {
  SeqStack stack; 
}Min_SeqStack;

void Min_SeqStackPrint(Min_SeqStack* s)
{
  if(s == NULL) {
    return;
  }

  size_t i = 0;
  for(; i < s->stack.size; i++) {
    printf("%c ", s->stack.data[i]);
  }
  printf("\n");
}

void Min_SeqStackInit(Min_SeqStack* s)
{
  if(s == NULL) {
    return;
  }
  SeqStackInit(&s->stack);
  return;
}

void Min_SeqStackPush(Min_SeqStack* s, SeqStackType value)
{
  if(s == NULL) {
    return;
  }

  SeqStackType top;
  SeqStackType min;


  if(s->stack.size == 0) {
    SeqStackPush(&s->stack, value);   
    SeqStackPush(&s->stack, value);   
  } else {
    SeqStackGetFront(&s->stack, &top);
    min = top < value ? top : value;
    SeqStackPush(&s->stack, value);
    SeqStackPush(&s->stack, min);
  }
  return;
}

void Min_SeqStackPop(Min_SeqStack* s)
{
  if(s == NULL) {
    return;
  }
  if(s->stack.size == 0) {
    return;
  }
  SeqStackPop(&s->stack);
  SeqStackPop(&s->stack);
}

int Min_SeqStackTop(Min_SeqStack* s, SeqStackType* value)
{
  if(s == NULL) {
    return -1;
  }
  if(s->stack.size == 0) {
    return -1;
  }
  return SeqStackGetFront(&s->stack, value);
}

这里我们借用了之前的顺序栈的一些函数来帮助我们实现。
测试代码如下：

int main()
{
  Min_SeqStack s;
  Min_SeqStackInit(&s); 
  Min_SeqStackPush(&s, 'a');
  Min_SeqStackPush(&s, 'c');
  Min_SeqStackPush(&s, 'd');
  Min_SeqStackPush(&s, 's');
  Min_SeqStackPrint(&s);
  SeqStackType value;
  Min_SeqStackTop(&s, &value);
  Min_SeqStackPrint(&s);
  printf("%c\n", value);

  Min_SeqStackPop(&s);
  Min_SeqStackPrint(&s);
  Min_SeqStackTop(&s, &value);
  printf("%c\n", value);

  Min_SeqStackPop(&s);
  Min_SeqStackPrint(&s);
  Min_SeqStackTop(&s, &value);
  printf("%c\n", value);

  Min_SeqStackPop(&s);
  Min_SeqStackPrint(&s);
  Min_SeqStackTop(&s, &value);
  printf("%c\n", value);

  return 0;
}