精选力扣500题第42题 LeetCode 155. 最小栈c++/java详细题解

Posted 2021-06-30 林深时不见鹿

tags:

篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了精选力扣500题第42题 LeetCode 155. 最小栈c++/java详细题解相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

1、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。

push(x)—— 将元素 x 推入栈中。
pop()—— 删除栈顶的元素。
top()—— 获取栈顶元素。
getMin()—— 检索栈中的最小元素。

示例:

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.

提示：

pop、top 和 getMin 操作总是在 非空栈 上调用。

2、思路

(单调栈) $O (1)$
我们除了维护基本的栈结构之外，还需要维护一个单调栈，来实现返回最小值的操作。
下面介绍如何维护单调栈：

当我们向栈中压入一个数时，如果该数 $\leq$ 单调栈的栈顶元素，则将该数同时压入单调栈中；否则，不压入，这是由于栈具有先进后出性质，所以在该数被弹出之前，栈中一直存在一个数比该数小，所以该数一定不会被当做最小数输出。
当我们从栈中弹出一个数时，如果该数等于单调栈的栈顶元素，则同时将单调栈的栈顶元素弹出。
单调栈的栈顶元素，就是当前栈中的最小数。

时间复杂度分析： 四种操作都只有常数次入栈出栈操作，所以时间复杂度都是 $O (1)$ .

3、c++代码

class MinStack {
public:
    /** initialize your data structure here. */
    stack<int> stackValue;
    stack<int> stackMin; //单调栈
    MinStack() {

    }
    
    void push(int val) {
        stackValue.push(val);
        if(stackMin.empty() || stackMin.top() >= val) stackMin.push(val);//单调栈为空或者当前元素<=单调栈的栈顶元素
    }
    
    void pop() {    
        if(stackValue.top() == stackMin.top()) stackMin.pop();
        stackValue.pop();
    }
    
    int top() {
        return stackValue.top();
    }
    
    int getMin() {
        return stackMin.top();
    }
};

/**
 * Your MinStack object will be instantiated and called as such:
 * MinStack* obj = new MinStack();
 * obj->push(val);
 * obj->pop();
 * int param_3 = obj->top();
 * int param_4 = obj->getMin();
 */

4、java代码

class MinStack {
public:
    /** initialize your data structure here. */
    stack<int> stackValue;
    stack<int> stackMin; //单调栈
    MinStack() {

    }
    
    void push(int val) {
        stackValue.push(val);
        if(stackMin.empty() || stackMin.top() >= val) stackMin.push(val);//单调栈为空或者当前元素<=单调栈的栈顶元素
    }
    
    void pop() {    
        if(stackValue.top() == stackMin.top()) stackMin.pop();
        stackValue.pop();
    }
    
    int top() {
        return stackValue.top();
    }
    
    int getMin() {
        return stackMin.top();
    }
};

/**
 * Your MinStack object will be instantiated and called as such:
 * MinStack* obj = new MinStack();
 * obj->push(val);
 * obj->pop();
 * int param_3 = obj->top();
 * int param_4 = obj->getMin();
 */