栈-最小栈

该博客介绍了如何设计一个最小栈,该栈支持push、pop、top操作,并能在常数时间内获取最小元素。通过维护一个辅助栈来跟踪最小值,当主栈弹出元素且与辅助栈顶部元素相等时,辅助栈也弹出元素。这样可以在O(1)时间内完成所有操作。

最小栈

leetcode

设计一个支持 push ,pop ,top 操作,并能在常数时间内检索到最小元素的栈。

  • push(x) —— 将元素 x 推入栈中。
  • pop() —— 删除栈顶的元素。
  • top() —— 获取栈顶元素。
  • getMin() —— 检索栈中的最小元素。

示例:

输入:
["MinStack","push","push","push","getMin","pop","top","getMin"]
[[],[-2],[0],[-3],[],[],[],[]]

输出:
[null,null,null,null,-3,null,0,-2]

解释:
MinStack minStack = new MinStack();
minStack.push(-2);
minStack.push(0);
minStack.push(-3);
minStack.getMin();   --> 返回 -3.
minStack.pop();
minStack.top();      --> 返回 0.
minStack.getMin();   --> 返回 -2.

提示:
pop、top 和 getMin 操作总是在 非空栈 上调用。

思路

使用一个辅助栈记录输入序列中的最小值,主栈pop时 top值等于最小值时辅助栈top值时,辅助栈同时执行pop()。

代码

class MinStack {
public:
    MinStack() {   
    }
    
    void push(int val) {
        
        if(stack2.empty() || stack2.top() >= val)
        {
            stack2.push(val);
        }
        stack1.push(val);
    }
    
    void pop() {
        if(stack2.top() == stack1.top())
        {
            stack2.pop();
        }
        stack1.pop();
    }
    
    int top() {
        return stack1.top();
    }
    
    int getMin() {
        return stack2.top();
    }
    stack<int> stack1, stack2;
};
在设计一个最小(MinStack)类时,我们希望这个不仅能够支持基本的操作(如push、pop、top等),还能够返回当前中的最小元素。为了高效地实现这一功能,我们可以维护一个辅助,用于存储当前中的最小值。每次入时,我们比较当前值和辅助顶元素,将较小值入辅助;出时,我们同时将对应的最小值从辅助中弹出。 以下是MinStack类的一个简单实现: ```java class MinStack { private Stack<Integer> stack; private Stack<Integer> minStack; public MinStack() { stack = new Stack<>(); minStack = new Stack<>(); } public void push(int x) { stack.push(x); // 当辅助为空时,或当前值小于等于辅助顶元素时,将当前值入辅助 if (minStack.isEmpty() || x <= minStack.peek()) { minStack.push(x); } } public void pop() { if (stack.isEmpty()) { throw new RuntimeException("Stack is empty."); } int popValue = stack.pop(); // 当弹出的值是辅助顶元素时,同时弹出辅助顶元素 if (popValue == minStack.peek()) { minStack.pop(); } } public int top() { if (stack.isEmpty()) { throw new RuntimeException("Stack is empty."); } return stack.peek(); } public int getMin() { if (minStack.isEmpty()) { throw new RuntimeException("MinStack is empty."); } return minStack.peek(); } } ``` 这个实现中,`stack`是主,用于存储所有入的元素;`minStack`是辅助,用于存储所有可能的最小元素。每个操作都保证了辅助能够正确反映出当前的最小值。
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