• 包含min函数的栈(Python and C++解法)


    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.

    来源:力扣(LeetCode)
    链接:https://leetcode-cn.com/problems/bao-han-minhan-shu-de-zhan-lcof

    思路:

      如果使用一个变量存储栈中的最小值,那么当前最小值弹出后,将将无法获得次小值。因此临时变量需要能够最小值、次小值、再次小值。

      考虑使用辅助栈,如果新入栈的元素比辅助栈栈顶元素小,则也压入辅助栈;如果新入栈的元素比辅助栈栈顶元素大,则辅助栈应当压入辅助栈当前栈顶元素,以保证主栈弹出顶部非最小元素时,辅助栈弹出栈顶元素后仍然存有最小值。

      python中栈是以列表为基础,和C++中的栈的操作不同。

    Python解法:

     1 class MinStack:
     2 
     3     def __init__(self):
     4         """
     5         initialize your data structure here.
     6         """
     7         self.mainStack = []  # 主栈存储数据
     8         self.helpStack = []  # 辅助栈存储最小值
     9 
    10     def push(self, x: int) -> None:
    11         self.mainStack.append(x)
    12         # 如果辅助栈为空或者新入栈的元素比辅助栈栈顶元素小,则新元素压入辅助栈
    13         if len(self.helpStack) == 0 or self.helpStack[-1] > x:  # helpStack是列表基础,所以helpStack顶部元素是[-1]位置而不是[0]位置
    14             self.helpStack.append(x)
    15         else:  # 如果新入栈的元素比辅助栈栈顶元素大,则当前最小元素继续压入辅助栈,以免被弹出
    16             self.helpStack.append(self.helpStack[-1])
    17     
    18     def pop(self) -> None:
    19         if len(self.mainStack) != 0:
    20             del self.mainStack[-1]
    21             del self.helpStack[-1]
    22 
    23     def top(self) -> int:
    24         return self.mainStack[-1]
    25 
    26     def min(self) -> int:
    27         return self.helpStack[-1]

    C++解法:

     1 class MinStack {
     2 public:
     3     /** initialize your data structure here. */
     4     stack<int> mainStack;
     5     stack<int> helpStack;
     6 
     7     MinStack() {    
     8     }
     9     
    10     void push(int x) {
    11         mainStack.push(x);
    12         if (helpStack.empty() || helpStack.top() > x)
    13             helpStack.push(x);
    14         else
    15             helpStack.push(helpStack.top());
    16     }
    17     
    18     void pop() {
    19         if (!mainStack.empty() && !helpStack.empty()) {
    20             mainStack.pop();
    21             helpStack.pop();
    22         }
    23     }
    24     
    25     int top() {
    26         return mainStack.top();
    27     }
    28     
    29     int min() {
    30         return helpStack.top();
    31     }
    32 };
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