包含min函数的栈

题目

定义栈的数据结构，请在该类型中实现一个能够得到栈的最小元素的 min 函数在该栈中，调用 min、push 及 pop 的时间复杂度都是 O(1)。

示例:

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

提示：

各函数的调用总次数不超过 20000 次

输入：

[“MinStack”,“push”,“push”,“push”,“min”,“pop”,“top”,“min”]
[[],[-2],[0],[-3],[],[],[],[]]

输出：

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

思路
数据栈： 栈stack1用于存储所有元素，保证入栈 push() 函数、出栈 pop() 函数、获取栈顶 top() 函数的正常逻辑。

辅助栈： 栈stack2中存储栈stack1中所有 非严格降序 的元素，则栈 stack1中的最小元素始终对应栈stack2的栈顶元素，即 min() 函数只需返回栈stack2的栈顶元素即可。

函数设计

push(x) 函数： 重点为保持栈stack2 的元素是非严格降序 的。
1、 将 x 压入栈stack1；
2、 若 ① 栈stack2为空 或 ② x 小于等于 栈 stack2的栈顶元素，则将 x 压入栈 stack2。

pop() 函数： 重点为保持栈stack1,stack2 的 元素一致性 。
执行栈stack1 出栈，将出栈元素记为 y；
若 y等于栈stack2的栈顶元素，则执行栈 stack2出栈。

top() 函数： 直接返回栈stack1的栈顶元素即可。

min() 函数： 直接返回栈stack2的栈顶元素即可。

注意：进行pop操作，A栈顶元素和B栈顶元素一样时都要出栈，不一样时只需A栈顶元素出栈即可。因为B栈顶保存的是最小元素，min()函数的时间复杂度为O(1)
演示

代码

class MinStack {
	//stack1为数据栈，stack2为辅助栈（存储最小数字）
    Stack<Integer> stack1;
    Stack<Integer> stack2;
    /** initialize your data structure here. */
    public MinStack() {
        stack1=new Stack<Integer>();
        stack2=new Stack<Integer>();
    }
    //最小栈压入
    public void push(int x) {
        //stack1压入x
        stack1.push(x);
        //stack2为空，压入数据x;
        //stack2栈顶元素是stack1中最小元素
        if(stack2.isEmpty()){
            stack2.push(x);
        
        //stack2不为空
        }else{
            //stack2栈顶大于等于x，x较小，存入stack2
            if(stack2.peek()>=x){
                stack2.push(x);
            }else{
            //stack2栈顶小于x
                stack2.push(stack2.peek());
            }
        }

    }
    //最小栈弹出
    public void pop() {
        stack1.pop();
        stack2.pop();
        //==将会无法通过 Integer的equals重写过，比较的是内部value的值， ==如果在[-128,127]会被cache缓存,超过这个范围则比较的是对象是否相同
        //stack1.pop().equals(stack2.peek())的时候，stack1已经pop出来。第二步，假设stack1 pop出来最小值，这时候stack2也要pop出来，不然一直最小的都是被移除最小的值。
        /*if(stack1.pop().equals(stack2.peek()) )
        stack2.pop();*/
    }
    //最小栈的栈顶元素
    public int top() {
        return stack1.peek();
    }
    //最小栈的最小元素
    public int min() {
        return stack2.peek();
    }
}