使用链表构建最小最大堆栈

Posted 2023-02-21

【中文标题】使用链表构建最小最大堆栈

【英文标题】：Build a min max stack using a linkedlist

【发布时间】：2019-12-29 02:50:22

【问题描述】：

问题

想法是构造一个MIN MAX堆栈，可以在恒定时间内完成以下操作。

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我的方法

我的想法是我创建了一个节点结构，它将存储自己的值以及插入时的最小值和最大值。

因此，例如，当我将值 4 插入堆栈时，因为头部为空，节点会将最小值和最大值设置为其自己的值。但是，如果在插入时头部不为空，那么我们会比较新节点值和头部最小值和最大值，如果新节点值较小，那么最小值将是它自己的值，否则它将采用在头部的最小值上。应用相同的逻辑来维护最小值和最大值。

因此，在任何给定时间，我们都可以查看头部并获取该给定时间堆栈的最小值和最大值。

代码

  static class MinMaxStack 
        Node head = null;

        class Node
            Integer value;
            Node next;
            Integer min;
            Integer max;

            public Node(Integer val)
                this.value = val;
            
        

    public Integer peek() 
            return head.value;
        
    public Integer pop() 
             Node temp = head;
            if(head.next != null)
                head = temp.next;
                temp.next = null;
            else
                head = null;
            
            return temp.value;
    


    public void push(Integer number) 
            Node x = new Node(number);
            if(head == null)
                head = x;
                x.min = x.value;
                x.max = x.value;
            else
                x.min = x.value < head.min ? x.value : head.min;
                x.max = x.value > head.max ? x.max : head.max;
                x.next = head;
                head = x;
            
    


    public Integer getMin() 
      return head.min;
    


    public Integer getMax() 
      return head.max;
    
    

问题

我知道还有其他方法可以实现这一点，但我决定采用链表路线。出于某种原因，我的代码未能通过测试用例，所以我不确定我是否做错了什么。我只是想确保我的逻辑没有问题，因为我无法解决这个问题。

【问题讨论】：

还请分享正确和失败的测试用例。

为什么每个节点都需要存储一个最小值/最大值？为什么列表不只跟踪其自身变量中的最小值/最大值？

@JonnyHenly 那么这将违反能够在恒定时间内获得最小值的想法。如果我们弹出曾经是 globalMin 的值，我们需要知道新的 globalMin 并且我们必须再次扫描整个列表。

【参考方案1】：

我可以看到两点可以修复：

push:

在这一行：x.max = x.value > head.max ? x.max : head.max; 您将 x.max 重新分配给 x.max，将其更改为：

x.max = x.value > head.max ? x.value : head.max;

pop:

这里只需要：

public Integer pop() throws EmptyStackException 
  if (head == null) throw new EmptyStackException();
  Integer result = head.value;
  head = head.next;
  return result;

基本上你正在弹出head。 现在你可能想知道这是否会影响min、max。

不会的。分三种情况：

弹出前的当前head 可能是min 值。 弹出前的当前head 可能是max 值。 1 和 2。

在所有情况下，如果您删除 head，它的下一个节点已经包含次优的 min、max 值，因为您在推送期间更新它们。

【讨论】：

很好，大部分都是改进，真正的错误是 x.max 应该是 x.value。

有道理，x.max 是一个愚蠢的错误，是的，我认为我的流行逻辑是错误的，现在我通过了所有测试用例。