【算法题】30. 包含 min 函数的栈

题目

    定义栈的数据结构，请在该类型中实现一个能够得到栈的最小元素的 min 函数在该栈中，调用 min、push 及 pop 的时间复杂度都是。

示例

MinStack minStack = new MinStack();
minStack.push(-2);
minStack.push(0);
minStack.push(-3);
minStack.min();   --> 返回 -3.
minStack.pop();
minStack.top();      --> 返回 0.
minStack.min();   --> 返回 -2.

思路

    在正常情况下，如果想获取栈的最小值需要遍历整个栈，复杂度为，我们可以在定义栈存储的数据结构为 Element，每个元素 Element 入栈的时候记录两个值当前值 data 与 当前栈中最小值 m，这样可以利用空间换取实际，直接获取最小值 m。

代码实现

/*为保证pop函数的时间复杂度为O(1),采用嵌套结构体，每个节点存放数据和当前最优min*/

#define MAX_SIZE 10000
//存放数据和min
typedef struct{
    int data;
    int min;
}Element;
//以Element结构体数组作为栈的元素
typedef struct {
    Element *element;
    int top;
} MinStack;

/** initialize your data structure here. */

MinStack* minStackCreate() {
    MinStack *obj=(MinStack*)malloc(sizeof(MinStack));
    obj->element = (Element *)malloc(sizeof(Element)*MAX_SIZE);
    obj->top = -1;
    return obj;
}

void minStackPush(MinStack* obj, int x) {

    if(obj->top>=MAX_SIZE)
        return ;
    int minValue = x;
    if(obj->top !=-1){
        int temp = obj->element[obj->top].min;
        if(temp < minValue){
            minValue = temp;
        }
    }
    int top = obj->top + 1;
    obj->element[top].min = minValue;
    obj->element[top].data = x;
    obj->top = top;
    
    return ;
}

void minStackPop(MinStack* obj) {
    if(obj->top<0)
        return ;
    obj->top--;
    return ;
}

int minStackTop(MinStack* obj) {
    return obj->element[obj->top].data;
}

int minStackMin(MinStack* obj) {
    return obj->element[obj->top].min;
}

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