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1、题目描述
要求对栈Stack中获取当前栈最小值，该题目有以下约束条件：
约束1：要求算法时间复杂度O(1)
约束1：使用代理设计模式、装饰者设计模式
2、Java实现该算法题
package com.autocoding.stack;
import java.util.Arrays;
import java.util.Random;
import java.util.Stack;
/**
* 一道算法面试题：要求对栈Stack中获取当前栈最小值，要求算法时间复杂度o(1)
* <p>
* 这里使用了两个设计模式：
* 1、静态代理设计模式:StackWrapper对Stack进行了继承式代理，控制了Stack对象push()、pop()方法的访问
* 2、装饰者设计模式:对Stack进行了方法的增强，增加了一个getMin()方法，对Stack对象进行了装饰
* </p>
* @ClassName: StackWrapper
* @Description: 用一句话描述该文件做什么
* @author: QiaoLi
* @date: Jan 21, 2021 11:14:26 AM
* @param <T>
*/
public class StackWrapper<T extends Comparable<T>> extends Stack<T> {
private static final long serialVersionUID = 1L;
private Stack<T> minValueStack = new Stack<T>();
public T getMin() {
if (this.minValueStack.empty()) {
return null;
}
return this.minValueStack.peek();
}
@Override
public T push(T item) {
if (this.minValueStack.empty()) {
this.minValueStack.push(item);
} else {
T curMinValue = this.minValueStack.peek();
if (curMinValue.compareTo(item) > 0) {
this.minValueStack.push(item);
} else {
this.minValueStack.push(curMinValue);
}
}
return super.push(item);
}
@Override
public synchronized T pop() {
this.minValueStack.pop();
return super.pop();
}
public static void main(String[] args) {
StackWrapper<Integer> stackWrapper = new StackWrapper<Integer>();
Random random = new Random();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
Integer randomValue = random.nextInt(100);
System.out.println("入栈：" + randomValue);
stackWrapper.push(randomValue);
}
for (int i = 0; i < 10; i++) {
Integer topValue = stackWrapper.pop();
Integer[] array = new Integer[stackWrapper.size()];
if (!stackWrapper.empty()) {
Arrays.sort(stackWrapper.toArray(array));
}
System.err.println("出栈：" + topValue + "之后" + ",栈：" + Arrays.toString(array));
System.err.println("最小值：" + stackWrapper.getMin());
}
}
}
3、程序运行结果
入栈：25
入栈：45
入栈：53
入栈：94
入栈：33
入栈：21
入栈：28
入栈：30
入栈：92
入栈：20
出栈：20之后,栈：[21, 25, 28, 30, 33, 45, 53, 92, 94]
最小值：21
出栈：92之后,栈：[21, 25, 28, 30, 33, 45, 53, 94]
最小值：21
出栈：30之后,栈：[21, 25, 28, 33, 45, 53, 94]
最小值：21
出栈：28之后,栈：[21, 25, 33, 45, 53, 94]
最小值：21
出栈：21之后,栈：[25, 33, 45, 53, 94]
最小值：25
出栈：33之后,栈：[25, 45, 53, 94]
最小值：25
出栈：94之后,栈：[25, 45, 53]
最小值：25
出栈：53之后,栈：[25, 45]
最小值：25
出栈：45之后,栈：[25]
最小值：25
出栈：25之后,栈：[]
最小值：null
4、总结
有些性能优化的问题，在尝试多种办法之后，最终往往只能优化算法才能解决问题，例如关键字过滤这个问题没有其它更好的办法，只能用DFA算法，请参考我的另一篇文档：记录一次敏感词过滤算法DFA的应用案例