面试经典-设计包含min函数的栈

最新推荐文章于 2019-03-29 00:34:39 发布

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本文介绍了一种特殊栈的设计方案，该栈除了具备基本的push和pop操作外，还额外提供了一个min函数用于获取栈中当前的最小值。通过在每个栈元素中存储从该元素到栈底元素的最小值的方式，确保了min、push及pop操作的时间复杂度均为O(1)。

问题：设计包含min函数的栈（栈）定义栈的数据结构，要求添加一个min函数，能够得到栈的最小元素。

要求函数min、push以及pop的时间复杂度都是O(1)。

解答:push 和pop的时间复杂度都是O（1），这个很好理解，创建个栈即可。但是min的复杂度也是O(1)，每次push，pop后，调用min的复杂度也得是O(1)。这就要求栈中的每个元素都要存一个每个元素到栈底元素的最小值，这样来实现min的时间复杂度O(1)，只需返回栈顶元素存的最小值即可。

栈的实现代码如下：

struct MinStackElement
{
	int data;
	int min;
};

struct MinStack
{
	MinStackElement *data;
	int stackSize;
	int top;
};
//初始化一个栈
void MinStackInit(int maxSize,MinStack &stack)
{
	stack.data=new MinStackElement[maxSize];
	stack.top=0;
	stack.stackSize=maxSize;
}
//释放栈的空间
void freeStack(MinStack &stack)
{
	delete []stack.data;
	stack.data=NULL;
	stack.top=0;
	stack.stackSize=0;
}

//压栈
void push(int value,MinStack &stack)
{
	if(stack.top==stack.stackSize)
		return;

	stack.data[stack.top].data=value;

	if(stack.top==0)

	stack.data[stack.top].min=value;//第一个元素当然就是最小值
	else
		stack.data[stack.top].min=value>stack.data[stack.top-1].min?stack.data[stack.top-1].min:value;//不是第个一元素最小值需要比较一下
		
		stack.top++;
}

int pop(MinStack &stack)
{

	if(stack.top==0)
		return -1;

	int t= stack.data[stack.top].data;

	stack.top--;

	return t;
}

int min(MinStack stack)
{
	if(stack.top==0)
		return -1;

	return stack.data[stack.top-1].min;
}

测试代码如下：

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
	MinStack st1;

	MinStackInit(5,st1);

	push(5,st1);

	push(10,st1);

	push(1,st1);

	push(6,st1);

	push(0,st1);

	

	std::cout<<min(st1);
	pop(st1);
	std::cout<<min(st1);
	pop(st1);
	std::cout<<min(st1);
	pop(st1);
	std::cout<<min(st1);
	pop(st1);
	std::cout<<min(st1);
	pop(st1);
	std::cout<<min(st1);
	pop(st1);
	std::cout<<min(st1);
	pop(st1);
	std::cout<<min(st1);
	pop(st1);
	freeStack(st1);
	

	int j;

	std::cin>>j;

	return 0;
}