题目: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)
思路:构建一个辅助栈,每次push一个新元素的时候,同时将最小元素(或最小元素的位置,考虑到栈元素的类型可能是复杂的数据结构,用最小元素的位置将能减少空间消耗)push到赋值栈中;每次pop一个元素出栈的时候,同时pop赋值栈:
参考:
#include <deque>
#include <assert.h>
#include <iostream>
using namespace std;
template <typename T>
class CStackWithMin
{
public:
CStackWithMin(void){}
virtual ~CStackWithMin(){}
T &top(void);
const T&top(void)const;
void push(const T &value);
void pop(void);
const T &min(void) const;
private:
deque<T>m_data; //数据栈
deque<size_t>m_minIndex;//最小元素位置 栈
};
//得到可变栈顶元素
template <typename T>
T &CStackWithMin<T>::top()
{
return m_data.back();
}
//得到不可变栈顶元素
template <typename T>
const T&CStackWithMin<T>::top()const
{
return m_data.back();
}
//向栈顶插入元素
template <typename T>
void CStackWithMin<T>::push(const T &value)
{
//向数据栈插入元素
m_data.push_back(value);
//将数据栈中最小元素下标设为辅助栈的栈顶元素
//如果栈顶为空,直接将第数据栈第一个元素下标压入辅助栈
if (m_minIndex.size() == 0)
m_minIndex.push_back(0);
else
{
//如果压入的新元素比当前栈顶元素小,将当前数据栈顶元素下标压入辅助栈
if (value < m_data[m_minIndex.back()])
m_minIndex.push_back(m_data.size() - 1);
else
//如果压入的新元素比当前栈顶元素值大,将当前辅助栈栈顶元素下标压入辅助栈(此时辅助栈元素值相同)
m_minIndex.push_back(m_minIndex.back());
}
}
//erease the element at the end of stack
template <typename T>
void CStackWithMin<T>::pop()
{
//pop_back m_data
//数据栈顶元素出栈
m_data.pop_back();
//pop_back m_minIndex
//辅助栈顶元素出栈
m_minIndex.pop_back();
}
//get the minimum element of stack
template <typename T>
const T & CStackWithMin<T>::min() const
{
assert(m_data.size() > 0);
assert(m_minIndex.size() > 0);
return m_data[m_minIndex.back()];
}
//test
int main(int argc, char *argv[])
{
CStackWithMin<int> stack;
stack.push(3);
stack.push(4);
stack.push(5);
stack.push(6);
stack.push(2);
stack.push(1);
stack.push(7);
std::cout << stack.min() << std::endl;
stack.pop();
stack.pop();
stack.pop();
std::cout << stack.min() << std::endl;
getchar();
return true;
}