155. 最小栈(中)

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• 题目
• python
  • 法一、辅助栈
  • 法二、一个栈同时保存当前值和栈内最小值
• JavaScript
  • 法一、辅助栈

题目

• 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。
  实现 MinStack 类:
  MinStack() 初始化堆栈对象。
  void push(int val) 将元素val推入堆栈。
  void pop() 删除堆栈顶部的元素。
  int top() 获取堆栈顶部的元素。
  int getMin() 获取堆栈中的最小元素。

示例 1：

输入：
["MinStack","push","push","push","getMin","pop","top","getMin"]
[[],[-2],[0],[-3],[],[],[],[]]
输出：
[null,null,null,null,-3,null,0,-2]
解释：
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.

python

法一、辅助栈

• 在每个元素 a 入栈时把当前栈的最小值 m 用一个辅助栈存储起来。在这之后无论何时，如果栈顶元素是 a，我们就可以直接返回存储的最小值 m。

class MinStack:
    def __init__(self):
        self.stack = []   #初始化栈
        self.min_stack = [math.inf]   #初始化辅助栈

    def push(self, x: int) -> None:
        self.stack.append(x)  #加入栈
        self.min_stack.append(min(x, self.min_stack[-1]))  #取当前辅助栈的栈顶存储的最小值，与当前元素比较得出最小值，将这个最小值插入辅助栈中；

    def pop(self) -> None:
        self.stack.pop()  #出栈
        self.min_stack.pop()  #辅助栈的栈顶元素也一并弹出

    def top(self) -> int:
        return self.stack[-1]

    def getMin(self) -> int:   #在任意一个时刻，栈内元素的最小值就存储在辅助栈的栈顶元素中。
        return self.min_stack[-1]

法二、一个栈同时保存当前值和栈内最小值

• 可以用一个栈，这个栈同时保存的是每个数字 x 进栈的时候的值 x与 插入该值后的栈内最小值。即每次新元素 x 入栈的时候保存一个元组：（当前值 x，栈内最小值）。
  这个元组是一个整体，同时进栈和出栈。即栈顶同时有值和栈内最小值，top()函数是获取栈顶的当前值，即栈顶元组的第一个值； getMin() 函数是获取栈内最小值，即栈顶元组的第二个值；pop() 函数时删除栈顶的元组。
  每次新元素入栈时，要求新的栈内最小值：比较当前新插入元素 x 和 当前栈内最小值（即栈顶元组的第二个值）的大小。

class MinStack(object):

    def __init__(self):
        self.stack = []  #初始化栈
        
    def push(self, x):
        """
        :type x: int
        :rtype: void
        """
        if not self.stack:  #栈为空
            self.stack.append((x, x))
        else:  #栈不空
            self.stack.append((x, min(x, self.stack[-1][1])))  #保存元组 (x, min(此前栈内最小值， x)))
        
    def pop(self):
        self.stack.pop()#删除栈顶的元组
        
    def top(self): #获取栈顶的当前值，即栈顶元组的第一个值
        return self.stack[-1][0]

    def getMin(self):   #获取栈内最小值，即栈顶元组的第二个值
        return self.stack[-1][1]

JavaScript

法一、辅助栈

//初始化栈和保存对应最小元素的栈
var MinStack = function() {
    this.x_stack =[]
    this.min_stack =[Infinity]
};

MinStack.prototype.push = function(x) {
    this.x_stack.push(x)
    //当一个元素要入栈时，取当前辅助栈的栈顶存储的最小值，与当前元素比较得出最小值，将这个最小值插入辅助栈中；
    this.min_stack.push(Math.min(this.min_stack[this.min_stack.length-1],x))
};

MinStack.prototype.pop = function() {
    this.x_stack.pop()
    this.min_stack.pop()//当一个元素要出栈时，把辅助栈的栈顶元素也一并弹出；
};

MinStack.prototype.top = function() {
    return this.x_stack[this.x_stack.length-1]
};

MinStack.prototype.getMin = function() {
    return this.min_stack[this.min_stack.length-1]//在任意时刻，栈内元素的最小值就存储在辅助栈的栈顶元素中
};