• 【数据结构和算法】 O(1)时间取得栈中的最大 / 最小元素值


     

    常数时间取得栈中的元素最大值和最小值,我们可以想到当push的时候比较一下,如果待push元素值小于栈顶元素,则更新min值,最大值亦然。

    这样有个问题就是当pop的时候,就没了最大最小值。

    于是上网查,方案余下:

    转自 http://blog.163.com/kevinlee_2010/blog/static/169820820201092091554523/

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    /*********************转载 开始**************************/

    问题描述:

    对现在的Stack(栈)数据结构进行改进,加一个min()功能,使之能在常数,即O(1),时间内给出栈中的最小值。可对push()和pop()函数进行修改,但要求其时间复杂度都只能是O(1)。

     

    解决方案:

    在栈的每个元素加一个属性值 min (用于记录当前位置下面的元素的最小值),元素的值用key表示
     
    压栈-Push:当压入的元素key小于当前栈顶元素的min值时,将新压入元素的min字段设置为新压入元素的key,否则,将新压入元素的min字段,设置为当前栈顶元素的min字段的值
    (压入第一个元素时,直接设置当前 min <- key)
    出栈-Pop:和以前一样删除就行
     
    这样栈顶元素中的min字段,存储的就是栈中的最小值, 删除也不用额外的比较操作~

     

    /*********************转载 结束**************************/

     

    自己用代码实现之,如下

     

     

     1 #include "stdafx.h"
     2 #include <iostream>
     3 #include <stack>
     4 using namespace std;
     5 /****************************************
     6 *2014/04/17  14:05:08
     7 *
     8 *
     9 *Describtion:
    10 *O(1)时间取得栈中最大值和最小值
    11 *
    12 *****************************************/
    13 
    14 
    15 typedef struct _tagElement
    16 {
    17     //用值本身来初始化min 和 max字段
    18     struct _tagElement(int val ) : value(val), min(val), max(val){}
    19     
    20     int value;   //值字段
    21     int min;     //栈中最小值
    22     int max;     //栈中最大值
    23 }Element;
    24 
    25 size_t PushStack(stack<Element>& st, Element e)
    26 {
    27     if (st.size() > 0)
    28     {
    29         //如果待插入元素的value 大于 栈顶元素的min字段值,则用栈顶元素的min字段更新待插入元素的min字段
    30         if (e.value > st.top().min)
    31         {
    32             e.min = st.top().min;
    33         }
    34 
    35         //如果待插入元素的value 小于 栈顶元素的max字段值,则用栈顶元素的max字段更新待插入元素的max字段
    36         if (e.value < st.top().max)
    37         {
    38             e.max = st.top().max;
    39         }
    40     }
    41 
    42     st.push(e);
    43 
    44     return st.size();
    45 }
    46 
    47 int Max(stack<Element>& st)
    48 {
    49     if (st.size() <= 0)
    50     {
    51         return -1;
    52     }
    53     return st.top().max;
    54 }
    55 
    56 int Min(stack<Element>& st)
    57 {
    58     if (st.size() <= 0)
    59     {
    60         return -1;
    61     }
    62     return st.top().min;
    63 }
    64 
    65 int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
    66 {
    67     stack<Element> st;
    68     Element arr[] = {Element(10), Element(15), Element(15), Element(8), Element(1)};
    69 
    70     for (int index = 0; index < sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); ++ index)
    71     {
    72         size_t size = PushStack(st, arr[index]);
    73     }
    74 
    75     cout<<"The min value of st is "<<Min(st)<<endl;
    76     cout<<"The MAX value of st is "<<Max(st)<<endl;
    77 
    78     return 0;
    79 }

    执行结果如下

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/cuish/p/3670655.html
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