算法题23 带min函数的栈

Posted 2020-06-14

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 0(1)

分析

　　要在O(1)的时间获取最小元素，需要将这个最小元素保存下来。但只用一个变量去保存最小的元素可以吗？如果在使用栈的过程中将这个最小元素pop出去了，因为栈中的元素是无序的，则无法在O(1)的时间找到第二小的值做为最小元素。

　因此我们要么要将栈中的元素在push的过程中排序，要么需记录栈的每一个位置所对应的的最小值，具体做法是借助一个辅助栈，在辅助栈的同一位置上push进一个原栈从栈底至该位置的最小值。辅助栈的栈顶元素永远是最小的，每次push新元素后，

　如果新元素比辅助栈顶元素小，将该元素也push进辅助栈，反之，仍push原最小元素。过程中保持辅助栈和原栈大小一致。

代码

 1 template <typename T>
 2 void ReverseStack(stack<T>& st);
 3 
 4 template <typename T> class minStack
 5 {
 6 public:
 7     minStack();
 8     ~minStack();
 9 
10 public:
11     void minpush(const T& value);
12     void minpop();
13     T& mintop();
14     T& getMin();
15 
16 public:
17     stack<T> st;
18     stack<T> asis_st;
19 };

 1 template <typename T> void minStack<T>::minpush(const T& value)
 2 {
 3     if (asis_st.empty())
 4     {
 5         st.push(value);
 6         asis_st.push(value);
 7     }else
 8     {
 9         T min=asis_st.top();
10         asis_at.push(min<value?min:value);
11         st.push(value);
12     }
13 }
14 
15 template <typename T> void minStack<T>::minpop()
16 {
17     if (!st.empty())
18     {
19         st.pop();
20         asis_st.pop();
21     }
22 }
23 
24 template <typename T> T& minStack<T>::mintop()
25 {
26     return st.empty()?NULL:st.top();
27 }
28 
29 template <typename T> T& minStack<T>::getMin()
30 {
31     return asis_st.empty()?NULL:asis_st.top();
32 }