包含min函数的栈

题目描述

定义栈的数据结构，请在该类型中实现一个能够得到栈中所含最小元素的min函数（时间复杂度应为O（1））。
注意：保证测试中不会当栈为空的时候，对栈调用pop()或者min()或者top()方法。

思路

不同步辅助栈，时间复杂度O(1)，空间复杂度O(n)。
基数栈，在存放数据的栈里存放val-min，min作为基数单独用int变量存放。
基数栈时间复杂度O(1)，空间复杂度O(1)，致命缺陷是存放val-min导致可push数据的域值折半。

辅助栈代码

import java.util.Stack;

public class Solution {
    private Stack stack = new Stack();
    private Stack helper = new Stack();
    
    public void push(int node) {
        stack.push(node);
        if(helper.empty() || node <= helper.peek()) {
            helper.push(node);
        }
    }
    
    public void pop() {
        if(!stack.empty()) {
            if(stack.peek() == helper.peek()) {
                helper.pop();
            }
            stack.pop();
        }
    }
    
    public int top() {
        if(!stack.empty()) {
            return stack.peek();
        }
        throw new RuntimeException("栈空");
    }
    
    public int min() {
        if(!stack.empty()) {
            return helper.peek();
        }
        throw new RuntimeException("栈空");
    }
}

基数栈代码

import java.util.Stack;

public class Solution {
    private Stack stack = new Stack();
    private int _min;
    private int _top;
    
    public void push(int node) {
        _top = node;
        if(stack.empty()) {
            _min = node;
        }
        stack.push(node - _min);
        if(node < _min) {
            _min = node;
        }
    }
    
    public void pop() {
        if(!stack.empty()) {
            if(stack.peek() < 0) {
                // stack.pop() == _top - 上一个_min
                // 所以_min = _top - stack.pop();
                _min -= stack.peek();
            }
            stack.pop();
            if(!stack.empty()) {
                // 连续最小值情况的考虑
                _top = _min + stack.peek() > 0 ? stack.peek() : 0;
            }
        }
    }
    
    public int top() {
        if(!stack.empty()) {
            return _top;
        }
        throw new RuntimeException("栈空");
    }
    
    public int min() {
        if(!stack.empty()) {
            return _min;
        }
        throw new RuntimeException("栈空");
    }
}