包含min函数的栈

https://leetcode.cn/problems/bao-han-minhan-shu-de-zhan-lcof/

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 O(1)。

示例:

MinStack minStack = new MinStack();

minStack.push(-2);

minStack.push(0);

minStack.push(-3);

minStack.min(); --> 返回 -3.

minStack.pop();

minStack.top(); --> 返回 0.

minStack.min(); --> 返回 -2.

提示:

各函数的调用总次数不超过 20000 次

思路

一种典型错误思路是:所有逻辑都在min函数中实现

class MinStack {
public:
/** initialize your data structure here. */
stack<int> st1;
stack<int> st2; ... int min() {
int min = INT_MAX;
int tmp;
while(!st1.empty()){
tmp = st1.top();
st1.pop();
if(tmp < min) min = tmp;
st2.push(tmp);
} while(!st2.empty()){
tmp = st2.top();
st2.pop();
st1.push(tmp);
}
return min;
}
};

这样会导致超时

因此我们需要在入栈和出栈的时候就进行一部分处理,即需要使用辅助栈(详见k神题解

简单说一下就是,我们需要创建两个栈st1和st_min

st1是我们使用的主栈,st_min则用来存放当前的最小值

主栈为我们定义的"栈"结构提供栈相关的功能,而st_min则要保持栈顶永远为最小值,栈中元素顺序不重要

具体来说,需要在push和pop中进行处理

push

负责将数据压入主栈st1,同时判断当前入栈元素是否小于min栈栈顶元素

	void push(int x) {
st1.push(x);//先压入x
//当min栈为空或者当前x小于min栈栈顶元素时,将x同时也压入min栈
if(st_min.empty() || st_min.top() >= x) st_min.push(x);
}
pop

因为要维护min栈栈顶元素为当前最小值,所以当min栈不为空且min栈栈顶元素等于主栈栈顶元素时,min栈也要弹出栈顶元素

	void pop() {//弹出元素
if(!st_min.empty() && st_min.top() == st1.top()) st_min.pop();
if(!st1.empty()) st1.pop();//然后主栈弹出栈顶元素
}

代码

class MinStack {
public:
/** initialize your data structure here. */
stack<int> st1;
stack<int> st_min;//维护一个栈,其栈顶永远是最小值,栈中顺序无所谓 MinStack() {} void push(int x) {
st1.push(x);//先压入x
//当min栈为空或者当前x小于min栈栈顶元素时,将x同时也压入min栈
if(st_min.empty() || st_min.top() >= x) st_min.push(x);
} void pop() {//弹出元素
//因为要维护min栈栈顶元素为当前最小值
//所以当min栈不为空且min栈栈顶元素等于主栈栈顶元素时,min栈也要弹出栈顶元素
if(!st_min.empty() && st_min.top() == st1.top()) st_min.pop();
if(!st1.empty()) st1.pop();//然后主栈弹出栈顶元素
} int top() {
return st1.top();
} int min() {
return st_min.top();
}
};

栈的压入、弹出序列

https://leetcode.cn/problems/zhan-de-ya-ru-dan-chu-xu-lie-lcof/

输入两个整数序列,第一个序列表示栈的压入顺序,请判断第二个序列是否为该栈的弹出顺序。假设压入栈的所有数字均不相等。例如,序列 {1,2,3,4,5} 是某栈的压栈序列,序列 {4,5,3,2,1} 是该压栈序列对应的一个弹出序列,但 {4,3,5,1,2} 就不可能是该压栈序列的弹出序列。

示例 1:

输入:pushed = [1,2,3,4,5], popped = [4,5,3,2,1]

输出:true

解释:我们可以按以下顺序执行:

push(1), push(2), push(3), push(4), pop() -> 4,

push(5), pop() -> 5, pop() -> 3, pop() -> 2, pop() -> 1

示例 2:

输入:pushed = [1,2,3,4,5], popped = [4,3,5,1,2]

输出:false

解释:1 不能在 2 之前弹出。

提示:

0 <= pushed.length == popped.length <= 1000

0 <= pushed[i], popped[i] < 1000

pushed 是 popped 的排列。

思路

仍然需要使用辅助栈"思想",为什么说思想,因为本题在实现时不需要真正的去定义两个栈

具体来说,定义一个 主栈st 和一个指向popped数组开头的 指针i

遍历pushed数组,先将遍历值压栈,然后判断当前栈中的栈顶元素是否与popped当前值相等,不相等则不弹出栈中元素,指针i不移动

(图片来自k神题解

当栈顶元素与popped数组元素不相等时处理方式均同上

直到相等时

弹出栈中元素,移动指针i

遍历到5以及后面的元素时也做相同的处理

直到将主栈st的元素清空,返回true

代码

class Solution {
public:
bool validateStackSequences(vector<int>& pushed, vector<int>& popped) {
stack<int> st;//主栈
int i = 0;//指针指向popped数组
//遍历pushed数组,将元素压栈
for(int num : pushed){
st.push(num);
while(!st.empty() && st.top() == popped[i]){//若当前栈中不为空,且栈顶元素与popped数组的当前元素相等,弹出栈顶元素
st.pop();
i++;//移动指针
}
}
return st.empty();
}
};

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