【数据结构---19】最小栈的实现

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.

先把需要的栈建好:C语言实现动态栈

思路分析:

1.有两种方法,第一种是一次压入两个元素,一个是元素本身,另一个是最小值.第二种办法是用两个栈,一个栈存元素本身,另一个栈存放最小值
2.对于第一种方法,当栈为空的时候,把元素插入两遍即可.栈不为空的时候,将栈顶元素保存起来,然后Pop掉,当前的栈顶元素就是最小值,把最小值保存起来,然后把保存的栈顶元素重新插入保证栈的结构不变
3.拿要插入的元素和最小值比较,然后要插入的元素小,最小值就替换为这个元素,如果没有,那还是先插入最小值再插入这个元素本身
4.Top操作和栈的Top一样,出栈一次出两个元素即可
5.GetMin种先把栈顶元素弹出,获取栈顶元素即为最小值
注意:GetMin中把栈顶元素弹出之后要重新插入,否则会改变栈的结构

代码实现:

typedef struct
{
    Stack m;
}MinStack;

/** Initialize your data structure here. */
MyStack* minStackCreate() 
{
    //如果创建临时变量,函数运行结束,该变量就被销毁了
    MinStack* minS=(MinStack*)malloc(sizeof(MinStack));
    if(minS==NULL)
    {
        assert(0);
    }
    StackInit(&minS->m);
    return minS;
}

void minStackPush(MinStack* obj, int x) 
{
    //先压入一个元素,空栈就压入一模一样的一个元素,其中一个作为最小值
    if(StackEmpty(&obj->m) == -1)
    {
        StackPush(&obj->m,x);
        StackPush(&obj->m,x);
    }
    else
    {
        //不是空栈就先出一个,栈顶元素目前就是最小值,保存起来
        int a=StackTop(&obj->m);
        StackPop(&obj->m);
        int tmp=StackTop(&obj->m);
        StackPush(&obj->m,a);
        
        //x
        if(x<tmp)
        {
            StackPush(&obj->m,x);
            StackPush(&obj->m,x);
        }
        else
        {
            StackPush(&obj->m,tmp);
            StackPush(&obj->m,x);
        }
    }
}

void minStackPop(MinStack* obj) 
{
    StackPop(&obj->m);
    StackPop(&obj->m);
}

int minStackTop(MinStack* obj) 
{
  return StackTop(&obj->m);
}

int minStackGetMin(MinStack* obj) 
{
    int a=StackTop(&obj->m);
    StackPop(&obj->m);
    int b=StackTop(&obj->m);
    StackPush(&obj->m,a);
    return b;
}

void minStackFree(MinStack* obj) 
{
    free(obj);
    obj=NULL;
}

/**
 * Your MinStack struct will be instantiated and called as such:
 * MinStack* obj = minStackCreate();
 * minStackPush(obj, x);
 * minStackPop(obj);
 * int param_3 = minStackTop(obj);
 * int param_4 = minStackGetMin(obj);
 * minStackFree(obj);
*/