LeetCode.155_[栈]_最小栈

零、题目描述

一、在LeetCode中Java实现

class MinStack {        
	/** initialize your data structure here. */    
	public MinStack() { }
	/*
 	 * 使用Java中的Stack类创建两个stack对象
 	 * stack1：用于存储题目中待存储的数据
 	 * stack2：用于存储stack1中的最小值
 	 */
	Stack<Integer> stack1 = new Stack<Integer>();    
	Stack<Integer> stack2 = new Stack<Integer>();
	/*
  	 * push()方法
	 * stack1：入栈
  	 * stack2：空：直接入栈
  	 *          非空：stack1中入栈元素和stack2栈顶元素比较，小的一方入栈stack2
  	 */
	public void push(int x) {        
	stack1.push(x);        
	if(stack2.isEmpty())    
		stack2.push(x);        
	else {            
		if(x < stack2.peek())   
			stack2.push(x);            
		else    
			stack2.push(stack2.peek());        
		}    
	}
	// stack1和stack2都出栈        
	public void pop() {        
		stack1.pop();        
		stack2.pop();    
	}
	// 获取stack1栈顶元素        
	public int top() {        
		return stack1.peek();    
	}
	/*
  	 * 获取stack1中的最小值
  	 * 即stack2中的栈顶元素
  	 */        
	public int getMin() {        
		return stack2.peek();    
	}
}

二、在eclipse中测试

public class Test {

	public static void main(String[] args) {
		MinStack_155 min = new MinStack_155();
		min.push(-4);
		min.push(0);
		min.push(-5);
		System.out.println(min.getMin());
		min.pop();
		System.out.println(min.getMin());
	}

}

测试结果

-5
-4

三、解题思路

• 由题目知道这题通过栈来实现
• 主要难点在于时间复杂度为O(1)
  • 所以不能够通过遍历来寻找最小值
  • 所以可以在入栈时使用另一个栈来存储最小值

四、LeetCode精选题解

最小栈精选题解
辅助栈可以在只有更小的元素入栈时同步入栈，最小元素出栈时同步出栈，可以减少辅助栈的大小。

此解法来自LeetCode,liweiwei1419用户

import java.util.Stack;

public class MinStack {

    // 数据栈
    private Stack<Integer> data;
    // 辅助栈
    private Stack<Integer> helper;

    /**
     * initialize your data structure here.
     */
    public MinStack() {
        data = new Stack<>();
        helper = new Stack<>();
    }

    // 思路 2：辅助栈和数据栈不同步
    // 关键 1：辅助栈的元素空的时候，必须放入新进来的数
    // 关键 2：新来的数小于或者等于辅助栈栈顶元素的时候，才放入（特别注意这里等于要考虑进去）
    // 关键 3：出栈的时候，辅助栈的栈顶元素等于数据栈的栈顶元素，才出栈，即"出栈保持同步"就可以了

    public void push(int x) {
        // 辅助栈在必要的时候才增加
        data.add(x);
        // 关键 1 和 关键 2
        if (helper.isEmpty() || helper.peek() >= x) {
            helper.add(x);
        }
    }

    public void pop() {
        // 关键 3：data 一定得 pop()
        if (!data.isEmpty()) {
            // 注意：声明成 int 类型，这里完成了自动拆箱，从 Integer 转成了 int，因此下面的比较可以使用 "==" 运算符
            // 参考资料：https://www.cnblogs.com/GuoYaxiang/p/6931264.html
            // 如果把 top 变量声明成 Integer 类型，下面的比较就得使用 equals 方法
            int top = data.pop();
            if(top == helper.peek()){
                helper.pop();
            }
        }
    }

    public int top() {
        if(!data.isEmpty()){
            return data.peek();
        }
        throw new RuntimeException("栈中元素为空，此操作非法");
    }

    public int getMin() {
        if(!helper.isEmpty()){
            return helper.peek();
        }
        throw new RuntimeException("栈中元素为空，此操作非法");
    }

}