leetcode 155 —— Min Stack

本文介绍了一种支持push、pop、top及获取最小元素操作的时间复杂度均为O(1)的数据结构——最小值栈。通过维护两个栈,一个用于存储所有元素,另一个用于保存递减序列并确保栈顶始终是最小值,以此实现高效操作。

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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.

思路 :主要是在pop的时候可能pop出最小的值,所以用一个栈保存递减序列,栈顶为最小值。当pop的值大于min的时候,无需将min栈出栈。


class MinStack {
public:
    stack<int> stk;
    stack<int> min;
    
    void push(int x) {
        stk.push(x);
        if(min.empty() || x <= min.top())
            min.push(x);
    }

    void pop() {
        if(stk.top() == min.top())
        {
            stk.pop();
            min.pop();
        }
        else
            stk.pop();
    }

    int top() {
        return stk.top();
    }

    int getMin() {
        return min.top();
    }
};


### LeetCode 20 有效的括号 C++ 解法 对于 LeetCode 第 20 题“有效的括号”,其核心在于通过栈的数据结构来验证输入字符串中的括号是否能够正确匹配。以下是基于栈的 C++ 实现方案: #### 方法概述 该方法利用栈的特点——先进后出(FILO),逐一遍历输入字符串 `s` 中的字符。如果当前字符是一个开括号,则将其压入栈中;如果是闭括号,则尝试从栈顶弹出一个对应的开括号进行匹配。最终,当遍历完成后,若栈为空则表示所有括号均成功匹配。 #### 具体实现代码 以下提供了完整的 C++ 实现代码[^2]: ```cpp class Solution { public: bool isValid(string s) { std::stack<char> m_stack; for (const auto& v : s) { if (m_stack.empty()) { m_stack.push(v); } else if (compare(m_stack.top(), v)) { m_stack.pop(); } else { m_stack.push(v); } } return m_stack.size() == 0 ? true : false; } private: bool compare(const char& c1, const char& c2) { return (c1 == '(' && c2 == ')') || (c1 == '[' && c2 == ']') || (c1 == '{' && c2 == '}'); } }; ``` 上述代码定义了一个名为 `Solution` 的类,并在其内部实现了成员函数 `isValid` 和辅助私有函数 `compare`。其中: - 函数 `isValid` 负责接收输入字符串并返回布尔值以表明括号序列是否有效。 - 辅助函数 `compare` 则用于检测两个字符是否构成一对合法的括号组合。 #### 复杂度分析 时间复杂度为 O(n),因为每个字符最多只会被压入和弹出一次堆栈操作。空间复杂度同样也是 O(n),最坏情况下整个字符串都需要存储到栈里[^4]。 --- ###
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