Week 14 Min Stack

最新推荐文章于 2025-06-03 19:44:30 发布

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本文介绍了一种数据结构——最小栈的设计与实现方法，通过两种解法详细阐述了如何在常数时间内完成栈的基本操作及获取栈中最小元素。第一种解法采用双栈结构，第二种则使用单栈加辅助变量。

155.Min Stack

问题概述

Design a stack that supports push, pop, top, and retrieving the minimum element in constant time.

push(x) – Push element x onto stack.
pop() – Removes the element on top of the stack.
top() – Get the top element.
getMin() – Retrieve the minimum element in the stack.

Example:

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

分析

解法一：

这道最小栈跟原来的栈相比就是多了一个功能，可以返回该栈的最小值。使用两个栈来实现，一个栈来按顺序存储push进来的数据，另一个用来存出现过的最小值。

class MinStack {
private:
	stack<int> s1,s2;
public:
    /** initialize your data structure here. */
    MinStack() {
        
    }
    
    void push(int x) {
        s1.push(x);
        if(s2.empty() || x <= s2.top()) {
		s2.push(x);
	}
    }
    
    void pop() {
        if (s1.top() == s2.top()) {s2.pop();}
        s1.pop();
    }
    
    int top() {
        return s1.top();
    }
    
    int getMin() {
        return s2.top();
    }
};

/**
 * 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();
 */

解法2：

只用到一个栈，还需要一个整型变量min_val来记录当前最小值，初始化为整型最小值，然后如果需要进栈的数字小于等于当前最小值min_val，那么将min_val压入栈，并且将min_val更新为当前数字。在出栈操作时，先将栈顶元素移出栈，再判断该元素是否和min_val相等，相等的话我们将min_val更新为新栈顶元素，再将新栈顶元素移出栈即可，
代码

class MinStack {
public:
    /** initialize your data structure here. */
    MinStack() {
        min_val = INT_MAX;
    }
    
    void push(int x) {
        if (x <= min_val) {
            st.push(min_val);
            min_val = x;
        }
        st.push(x);
    }
    
    void pop() {
        int t = st.top(); st.pop();
        if (t == min_val) {
            min_val = st.top(); st.pop();
        }
    }
    
    int top() {
        return st.top();
    }
    
    int getMin() {
        return min_val;
    }
private:
    int min_val;
    stack<int> st;
};