剑指Offer_#30_包含min函数的栈

剑指Offer_#30_包含min函数的栈

剑指offer

Contents

• • 题目
  • 思路分析
    • 各个函数的设计
  • 解答

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 O(1)。

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.

提示：
各函数的调用总次数不超过 20000 次

思路分析

看到题目，最简单的想法可能是：维护一个int类型的变量，存储当前栈中的最小值。
这个思路是有问题的，因为如果你将这个最小值弹出了，那么再次调用min()函数就没有可返回的了。
所以考虑在类中增加一个辅助的栈类型的成员变量，不仅仅存储最小值，还存储次最小值，第三最小值等等...
所以有两个栈，

• data栈：要操作的栈本身
• min栈：辅助栈，和data栈同步进行修改

各个函数的设计

题中要求我们实现4个函数：push(),pop(),top(),min()，关键在于push和pop的设计。

• push(x)函数
  1. 将x压入data栈
  2. 栈为空 或 x < min.peek(),将x压入min栈；否则，将min栈的栈顶元素再次压入min栈。（ min栈的栈顶表示的就是data栈在目前情况下的最小值。）
• pop()函数
  弹出的时候两个栈保持同步。
  1. 弹出data栈顶元素
  2. 弹出min栈顶元素
• top函数
  返回data的栈顶元素即可 。
• min函数
  返回min的栈顶元素即可。

解答

class MinStack {
    Stack<Integer> data,min;

    /** initialize your data structure here. */
    public MinStack() {
        data = new Stack<>();
        min = new Stack<>();
    }
    
    public void push(int x) {
        data.add(x);
        if(min.empty() || x < min.peek()) min.add(x);
        else min.add(min.peek());
    }
    
    public void pop() {
        if(!min.empty() && !data.empty()){
            min.pop();
            data.pop();
        }
    }
    
    public int top() {
        return data.peek();
    }
    
    public int min() {
        return min.peek();
    }
}