栈相关题目

一、题目

实现一个特殊的栈，在实现栈的基本功能的基础上，再实现返回栈中最小元素的操作。

要求：

1. pop、push、getMin 操作的时间复杂度都是 O(1)。
2. 设计的栈类型可以使用现成的栈结构。

二、解题思路

定义两个栈，Data 和 Min。

push 操作：

1. Data 栈：将新来的数据压进 Data 栈。
2. Min 栈：如果 Min 栈为空或者新来的数据小于 Min 栈的栈顶，将该数据压进 Min 栈。

pop 操作：

1. Data 栈：如果栈空，报错；否则，将栈顶弹出，并作为返回值返回。
2. Min 栈：如果栈空，报错；否则，如果 Data 栈的栈顶等于 Min 栈的栈顶，弹出 Min栈的栈顶。

getMin 操作：

1. 如果栈空，报错；否则，获得 Min 栈的栈顶（不弹出），并作为返回值返回。

三、代码实现（Java）

import java.util.Stack;

	public class MyStack {
		// 定义 stackData 栈和 stackMin 栈
		private Stack stackData;
		private Stack stackMin;

		// 初始化栈
		public MyStack() {
			stackData = new Stack<>();
			stackMin = new Stack<>();
		}

		// 压栈
		public void push(Integer obj) {
			// 将数据压进 stackData 栈
			stackData.push(obj);
			// stackMin 栈空或者新来的数据小于 getMin 栈顶时，将新来的数据压进栈
			if (stackMin.empty()) {
				stackMin.push(obj);
			}
			else if (obj < this.getMin()){
				stackMin.push(obj);
			}
		}

		// 出栈
		public Integer pop() {
			// Data 栈为空时报错。
			if (stackData.empty())
				throw new Error("The stack is empty!");
			// 弹出 stackData 栈的栈顶，并将值存入 value
			int value = stackData.pop();
			//stackData 栈的栈顶等于 stackMin 栈的栈顶，将 stackMin 栈的栈顶弹出
			if (value == this.getMin())
				stackMin.pop();
			// 返回 stackData 栈的栈顶的数据
			return value;
		}

		// 获得最小值
		public Integer getMin() {
			// stackMin 栈为空，报错
			if (stackMin.empty())
				throw new Error("The stack is empty!");
			// 返回 stackMin 栈的栈顶的值
			return stackMin.peek();
		}
	}