LeetCode算法题-Min Stack（Java实现）
这是悦乐书的第177次更新，第179篇原创
01 看题和准备
今天介绍的是LeetCode算法题中Easy级别的第36题（顺位题号是155）。设计一个支持push，pop，top和在恒定时间内检索最小元素的堆栈。
push（x） - 将元素x推入堆栈。
pop（） - 删除堆栈顶部的元素。
top（） - 获取顶部元素。
getMin（） - 检索堆栈中的最小元素。
例如：
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。
本次解题使用的开发工具是eclipse，jdk使用的版本是1.8，环境是win7 64位系统，使用Java语言编写和测试。
02 第一种解法
利用整型数组和ArrayList作为栈。
入栈的时候，创建一个容量为2的数组，数组第一个元素是要入栈的元素，第二个元素是最小值，将数组添加到list中。
出栈的时候，获取list的最后一个元素，并将其移除，此时的最小值是list最后一位元素（数组）的第二个值。
获取栈顶，即是list中最后一位元素（数组）的第一个值。
最小值直接返回最小值即可。
class MinStack {
private List<int[]> stack ;
private int min ;
public MinStack() {
stack = new ArrayList<int[]>();
}
public void push(int x) {
int[] arr = new int[2];
arr[0] = x;
arr[1] = stack.isEmpty() ? x : Math.min(x, min);
min = arr[1];
stack.add(arr);
}
public void pop() {
if (!stack.isEmpty()) {
stack.remove(stack.size()-1);
min = stack.isEmpty() ? 0 : stack.get(stack.size()-1)[1];
}
}
public int top() {
return stack.get(stack.size()-1)[0];
}
public int getMin() {
return min;
}
}
03 第二种解法
此解法使用了栈本身和优先队列两种结构，优先队列是为了解决最小值的问题。
入栈、出栈、栈顶这些操作都可以用栈本身的方法，而最小值则是优先队列的头部元素，因为优先队列自带排序算法，在初始化时如果不指定排序方式，则默认以自然方式排序。所以在入栈时，一并也将元素放入优先队列中，而最小值就是队列的头部元素，而其他元素的顺序是不是按升序依次排列的，这个还真不一定，但是如果你通过实现Comparable接口，重写其compareTo方法，可以按照自己定义的方式来排序。
class MinStack2 {
PriorityQueue<Integer> pQueue = new PriorityQueue<Integer>();
Stack<Integer> stack = new Stack<Integer>();
public MinStack2() {}
public void push(int x) {
pQueue.add(x);
stack.push(x);
}
public void pop() {
int trmp = stack.pop();
pQueue.remove(trmp);
}
public int top() {
return stack.peek();
}
public int getMin() {
return pQueue.peek();
}
}
04 第三种解法
使用两个栈，一个作为正常的栈进行入栈、出栈、获取栈顶操作，另外一个栈则存储最小值，每次在第一个栈进行入栈和出栈操作时，都要进行判断，对第二个栈中的最小值进行相应的操作。
class MinStack3 {
private Stack<Integer> s1 = new Stack<>();
private Stack<Integer> s2 = new Stack<>();
public MinStack3() {}
public void push(int x) {
s1.push(x);
if (s2.isEmpty() || s2.peek() >= x) {
s2.push(x);
}
}
public void pop() {
int x = s1.pop();
if (s2.peek() == x) s2.pop();
}
public int top() {
return s1.peek();
}
public int getMin() {
return s2.peek();
}
}
05 第四种解法
较之第三种解法，此解法只使用了一个栈来完成入栈、出栈、获取栈顶和最小值的全部操作。
入栈时，如果新入栈的元素比最小值小，那么要将旧的最小值入栈，并且新的最小值是此时新入栈的元素，最后再将新元素入栈。
出栈时，如果要移除的元素正好是当前最小值，那么就需要再出栈一次，并且最小值等于第二次出栈要移除的值，因为入栈时是会将旧的最小值添加进去的，所以出栈时要做此判断。
class MinStack4 {
int min = Integer.MAX_VALUE;
Stack<Integer> stack = new Stack<Integer>();
public void push(int x) {
if(x <= min){
stack.push(min);
min = x;
}
stack.push(x);
}
public void pop() {
if(stack.pop() == min) {
min=stack.pop();
}
}
public int top() {
return stack.peek();
}
public int getMin() {
return min;
}
}
06 小结
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