返回栈中最小元素问题

本文介绍了一种特殊栈的设计,该栈不仅支持基本的push和pop操作,还能在O(1)的时间复杂度内返回栈中最小元素。通过使用两个栈结构,一个用于常规操作,另一个用于跟踪最小值,实现了高效的数据结构。

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问题是这样的:

实现一个特殊的栈,在实现栈的基本功能的基础上,再实现返回栈中最小元素的操作。要求:1.pop、push、getMin操作的时间复杂度都是O(1)。2.设计的栈类型可以使用现成的栈结构。

这个问题可以用两个栈来实现。一个栈用来存放要push和pop的元素,另一个栈用来返回最小值。具体操作是当push一个数时,先放到栈1中,栈2中如果没有元素就直接放入,有元素就和栈顶元素比较,小于或等于栈顶元素就直接放入,大于时就放入一个等于栈顶元素的值,那么栈顶元素一定是最小元素,而且pop时,左右栈一起pop,之后栈2的栈顶仍然是栈内的最小元素。

代码如下:

public class GetMinStack {
	public static void main(String[] args) {
		MyStack stack = new MyStack();
		stack.push(3);
		System.out.println(stack.getmin());
		stack.push(4);
		System.out.println(stack.getmin());
		stack.push(1);
		System.out.println(stack.getmin());
		System.out.println(stack.pop());
		System.out.println(stack.getmin());
	}
	public static class MyStack {
		private Stack<Integer> stackData;
		private Stack<Integer> stackMin;
		public MyStack() {
			this.stackData = new Stack<Integer>();
			this.stackMin = new Stack<Integer>();
		}
		public void push(int newNum) {
			if(this.stackMin.isEmpty()) {
				this.stackMin.push(newNum);
			} else if(newNum < this.getmin()) {
				this.stackMin.push(newNum);
			} else {
				int newMin = this.stackMin.peek();
				this.stackMin.push(newMin);
			}
			this.stackData.push(newNum);
		}
		public int pop() {
			if(this.stackData.isEmpty()) {
				throw new RuntimeException("Your stack is empty.");
			}
			this.stackMin.pop();
			return this.stackData.pop();
		}
		//获取最小值
		public int getmin() {
			if (this.stackMin.isEmpty()) {
				throw new RuntimeException("Your stack is empty.");
			}
			return this.stackMin.peek();
		}
	}
}

 

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