LeetCode Min Stack

Posted 2022-12-11 gavinfish

LeetCode解题之Min Stack

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原题

实现一个栈，这个栈除了普通的压栈、弹出、获取栈顶元素外，还要能够在获得栈中的最小元素，且这些操作的时间复杂度为O(1)。

注意点：

• 这里的弹出操作只需要去除栈顶元素，没有返回值

例子:

MinStack minStack = new MinStack();
minStack.push(-2);
minStack.push(0);
minStack.push(-3);
minStack.getMin();   --> Returns -3.
minStack.pop();
minStack.top();      --> Returns 0.
minStack.getMin();   --> Returns -2.

解题思路

因为仍要有普通栈的功能，所以我们可以在内部用一个列表来实现普通的栈，但又需要在常量时间内返回栈内的最小元素，所以要用另外的数据结构来存当前的最小元素。栈中的最小元素会在压栈和弹出两个操作中发生改变，如果仅用一个变量来表示当前栈中的最小元素，压栈时更新该变量没有问题，但弹出时，如果弹出的就是最小的元素，那剩下栈中最小的元素需要O(n)的时间重新找出，不符合题目要求。我们可以通过另外一个栈来存储当前栈中的最小元素。在压栈时，如果最小栈的栈顶元素大于等于压入的元素，那么要对最小栈也进行压栈操作。而在弹出时，如果栈中弹出的元素与最小栈栈顶的元素相等，那我们也要对最小栈进行弹出，最小栈在弹出后，栈顶元素仍然是当前栈中最小的元素。

AC源码

class MinStack(object):
    def __init__(self):
        """
        initialize your data structure here.
        """
        self.stack = []
        self.minStack = []

    def push(self, x):
        """
        :type x: int
        :rtype: nothing
        """
        self.stack.append(x)
        if not self.minStack:
            self.minStack.append(x)
        else:
            if self.minStack[-1] >= x:
                self.minStack.append(x)

    def pop(self):
        """
        :rtype: nothing
        """
        if self.stack:
            if self.minStack[-1] == self.stack[-1]:
                self.minStack.pop()
            self.stack.pop()

    def top(self):
        """
        :rtype: int
        """
        if self.stack:
            return self.stack[-1]

    def getMin(self):
        """
        :rtype: int
        """
        if self.minStack:
            return self.minStack[-1]


if __name__ == "__main__":
    minStack = MinStack()
    minStack.push(4)
    minStack.push(5)
    minStack.push(1)
    minStack.push(3)
    assert minStack.getMin() == 1
    minStack.pop()
    minStack.pop()
    assert minStack.top() == 5

欢迎查看我的Github (https://github.com/gavinfish/LeetCode-Python) 来获得相关源码。