leetcode155-最小栈

题目描述

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

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.

解题思路

1.两个栈
一个栈用来存放正常的入栈出栈的值，另一个存储当前最小值

java代码如下：

import java.util.Stack;


class MinStack {

    Stack stack = new Stack();
    Stack minStack = new Stack();
    int cur,curMin;

    /** initialize your data structure here. */
    public MinStack() {

    }

    public void push(int x) {
        //或的顺序不可相反，否则会报栈空异常
        if(minStack.isEmpty() || x <= (Integer)minStack.peek()){
            //必须是x <= (Integer)minStack.peek()插入最小栈，因为可能会有重复元素
            minStack.push(x);
        }
        stack.push(x);
    }

    public void pop() {
        //if(!stack.isEmpty()) {
            cur = (Integer) stack.peek();
            if (cur == (Integer) minStack.peek()) {
                minStack.pop();
            }
            stack.pop();
      //  }
    }

    public int top() {
        return (Integer)stack.peek();

    }

    public int getMin() {

        return (Integer)minStack.peek();

    }
}

/**
 * Your MinStack object will be instantiated and called as such:
 * MinStack obj = new MinStack();
 * obj.push(x);
 * obj.pop();
 * int param_3 = obj.top();
 * int param_4 = obj.getMin();
 */

运行结果如下：

2.一个栈
如何保存之前的最小值呢？
在压入当前新的最小值元素之前压入之前的最小值；若这个元素不会造成最小值发生变化，只需要压入这个元素即可。

java代码如下：

import java.util.Stack;


class MinStack1 {

    Stack stack = new Stack();
    int cur;
    int preMin = Integer.MAX_VALUE;

    /** initialize your data structure here. */
    public MinStack1() {

    }

    public void push(int x) {
        if(x <= preMin){     //因为可能会有重复元素，若之前最小值为2，再次入一次2，则弹出这个2时更新的最小值可能为3
            stack.push(preMin);
            preMin = x;
        }
        stack.push(x);
    }

    public void pop() {
        if((Integer)stack.peek() == preMin){   //如果待弹出元素即为最小值，则需要更新最小值，和弹出两次
            stack.pop();
            preMin = (Integer)stack.peek();
        }
        stack.pop();//如果待弹出元素不是最小值，则只需要弹出一次即可（之前进入也是只进这个元素的）

    }

    public int top() {
        return (Integer)stack.peek();

    }

    public int getMin() {
        return preMin;  //preMin记录当前栈中最小值


    }
}

/**
 * Your MinStack object will be instantiated and called as such:
 * MinStack obj = new MinStack();
 * obj.push(x);
 * obj.pop();
 * int param_3 = obj.top();
 * int param_4 = obj.getMin();
 */

运行结果如下：

3.借鉴思路

直接用一个链表即可实现栈的基本功能，我们可以在 Node 节点中增加一个 min 字段，这样的话每次加入一个节点的时候，我们同时只要确定它的 min 值即可。

java代码如下：

class MinStack {
    class Node{
        int value;
        int min;
        Node next;

        Node(int x, int min){
            this.value=x;
            this.min=min;
            next = null;
        }
    }
    Node head;
    //每次加入的节点放到头部
    public void push(int x) {
        if(null==head){
            head = new Node(x,x);
        }else{
            //当前值和之前头结点的最小值较小的做为当前的 min
            Node n = new Node(x, Math.min(x,head.min));
            n.next=head;
            head=n;
        }
    }

    public void pop() {
        if(head!=null)
            head =head.next;
    }

    public int top() {
        if(head!=null)
            return head.value;
        return -1;
    }

    public int getMin() {
        if(null!=head)
            return head.min;
        return -1;
    }
}

作者：windliang
链接：https://leetcode-cn.com/problems/min-stack/solution/xiang-xi-tong-su-de-si-lu-fen-xi-duo-jie-fa-by-38/
来源：力扣（LeetCode）
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运行结果如下：