LeetCode 155.最小栈 (C++)

题目地址：力扣

解法1：可以使用multiset来对元素进行保存，因为multiset总是有序的，因此可以快速得到栈中最小的元素。（由于栈中可能存在相同的元素，因此不能用set，否则删除一个的时候会全部删掉）

class MinStack {
public:
    MinStack() {}
    
    void push(int val) {
        stk.push(val);
        iset.insert(val);
    }    
    
    // 出栈的时候使用find找到一个实例并且删除
    // 若使用参数为值的erase就会把所有的值都删掉
    void pop() {
        iset.erase(iset.find(stk.top()));
        stk.pop();
    }
    
    int top() {
        return stk.top();
    }
    
    int getMin() {
        return *iset.cbegin();
    }
private:
    stack stk;
    multiset iset;
};

解法2：辅助栈，主栈和辅助栈共同进退，唯一不同的就是辅助栈保存的是每一次操作后，当前栈中的最小值。因此也可以快速找到最小的元素

class MinStack {
public:
    MinStack() {}
    
    void push(int val) {
        stk.push(val);
        if (min_stk.empty())
            min_stk.push(val);
        // 辅助栈入栈的时候要看看是当前元素更小还是之前的元素更小
        else
            min_stk.push(min_stk.top() < val ? min_stk.top() : val);
    }
    
    void pop() {
        stk.pop();
        min_stk.pop();
    }
    
    int top() {
        return stk.top();
    }
    
    int getMin() {
        return min_stk.top();
    }
private:
    stack stk;
    stack min_stk;
};

解法3：存差值法

这种方法不需要额外的辅助集合或者辅助栈，只需要维护一个全局最小值即可，但是根据题目的限制，存差值的话如果栈为int型会溢出，因此必须要为long long型。

具体思路：栈中不存真实的val数值，而是val与最小值之间的差值。这样即使出栈，也可以根据差值还原出上一时刻的最小值。而且只要栈中元素为负（差值为负），就说明当前的真实值就是当前的最小值

class MinStack {
public:
    MinStack() {}
    
    void push(int val) {
        // 若栈空，则把最小值设置为当前值，并且栈压入0（差值为0）
        if (stk.empty())
        {
            min = val;
            stk.push(0);
        }else {
            // 栈不空，则压入当前值与最小值的差值，并且更新最小值
            stk.push(val - min);
            min = min > val ? val : min;
        }
    }
    
    void pop() {
        // 出栈的时候需要更新最小值
        if (stk.top() < 0)
            min -= stk.top();
        stk.pop();
    }
    
    int top() {
        // 如果栈顶的值小于0，则说明栈顶的真实值就是最小值
        // 如果栈顶的值大于0，则说明栈顶的真实值就是最小值加差值
        return stk.top() < 0 ? min : min + stk.top();
    }
    
    int getMin() {
        return min;
    }
private:
    stack stk;
    long long min; 
};

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