设计一个有getMin功能的栈

【说明】：

　　本文是左程云老师所著的《程序员面试代码指南》第一章中“设计一个有getMin功能的栈”这一题目的C++复现。

　　本文只包含问题描述、C++代码的实现以及简单的思路，不包含解析说明，具体的问题解析请参考原书。

　　感谢左程云老师的支持。

【题目】：

　　实现一个特殊的栈，在实现栈的基本功能的基础上，再实现返回栈中最小元素的操作。

【要求】：

　　1、pop、push、getMin操作的时间复杂度都是O(1)。

　　2、设计的栈类型可以使用现成的栈结构。

【思路】：

　　以空间换时间：总体设计上采用两个栈，一个栈保存元素，另一个栈保存每一步的最小值。

【编译环境】：

　　CentOS6.7（x86_64）

　　gcc 4.4.7

【实现】：

　　1、声明代码

/*
 *文件名：
 *作者：Stan
 *摘要：设计一个具有O(1)复杂度的栈，并实现其基本操作
 */

#ifndef _GETMINSTACK_H
#define _GETMINSTACK_H
#include <stack>
using namespace std;

class MyStack
{
public:
    MyStack(){};
    ~MyStack(){};
    void push(int data);
    void pop();
    int top();
    int getMin();
    bool empty();
private:
    stack<int> sData;
    stack<int> sMin;


};

#endif

　　2、实现代码

/*
 *文件名：
 *作者：Stan
 *摘要：MyStack.h中声明的实现
 */

#include "getMinStack.h"
#include <stdexcept>
#include <exception>
void MyStack::push(int data)
{
    if(sMin.empty())
        sMin.push(data);
    else if(data < sMin.top())
        sMin.push(data);
    else
        sMin.push(sMin.top());
    sData.push(data);
    return ;
}

void MyStack::pop()
{
    if(sData.empty())
        throw runtime_error("Empty Stack!");
    sMin.pop();
    sData.pop();
}

int MyStack::top()
{
    if(sData.empty())
        throw runtime_error("Empty Stack!");
    return sData.top();
}

int MyStack::getMin()
{
    if(sMin.empty())
        throw runtime_error("Empty Stack!");
    return sMin.top();
}

bool MyStack::empty()
{
    if(sData.empty())
        return true;
    else 
        return false;
}

　　3、测试代码

/*
 *文件名：
 *作者：Stan
 *摘要：测试函数
 */

#include "getMinStack.h"
#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    int a[]={3,4,5,1,2,1};
    MyStack s;
    for(int i=0;i<6;i++)
    {
        s.push(a[i]);
        cout << "s.top():" << s.top() << endl;
        cout << "s.getMin():" << s.getMin() << endl;
    }
    cout << "The datum in the stack is:" << endl;
    while (!s.empty())
    {
        cout << s.top() << endl;
        s.pop();
    }
    return 0;
}

 

注：

　　转载请注明出处；

　　转载请注明源思路来自于左程云老师的《程序员代码面试指南》。