栈的面试题:实现最小栈

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.

思路:想要通过O(1)的时间复杂度检索到最小的元素。如果是正常情况下,要找出栈中的元素,还要比较出元素是最小的,就必须要保证每次在入栈的时候,进行比较。让最小元素能够放在一个容易找到的地方,比如栈顶,因为放在下面,就要在出栈后继续反复比较,因此我们在入栈时,就需要给这个最小元素一个合适的位置。

解决方案:这里我有一种比较取巧的办法,可以用一个辅助的栈来专门获取最小值,而原来的数据栈负责常规的操作。

要保证最小栈这个栈顶元素是数据栈里元素的最小值,可以每次在每次入栈之后,跟最小栈的栈顶进行比较,如果新元素更小,就把最小栈的栈顶更新一下。如果新元素更大或者与当前最小值相同,就没必要给最小栈更新了,就只给数据栈更新栈顶就可以了。

class MinStack {
public:
    /** initialize your data structure here. */
    MinStack() {
        
    }
    
    void push(int x) {
        dataStack.push(x);
        
        if(minStack.empty()||x<=minStack.top())
        {
            minStack.push(x);
        }
    }
    
    void pop() {
        if(minStack.top()==dataStack.top())
        {
            minStack.pop();
        }
        dataStack.pop();
    }
    
    int top() {
        return dataStack.top();
    }
    
    int getMin() {
        return minStack.top();
    }
    private:
        std::stack dataStack;
        std::stack minStack;
};

 

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