LeetCode 155:最小栈 Min Stack
LeetCode 155:最小栈 Min Stack
设计一个支持 push,pop,top 操作,并能在常数时间内检索到最小元素的栈。
- push(x) -- 将元素 x 推入栈中。
- pop() -- 删除栈顶的元素。
- top() -- 获取栈顶元素。
- getMin() -- 检索栈中的最小元素。
Design a stack that supports push, pop, top, and retrieving the minimum element in constant time.
- push(x) -- Push element x onto stack.
- pop() -- Removes the element on top of the stack.
- top() -- Get the top element.
- getMin() -- Retrieve the minimum element in the stack.
示例:
MinStack minStack = new MinStack();
minStack.push(-2);
minStack.push(0);
minStack.push(-3);
minStack.getMin(); --> 返回 -3.
minStack.pop();
minStack.top(); --> 返回 0.
minStack.getMin(); --> 返回 -2.
解题思路:
起初我以为定义一个指针指向最小值即可,后面才想到在栈中弹出元素时,如果弹出的元素是最小值,那这个指针就需要更 改选择另一个最小元素。没办法,想做到入栈出栈和弹出最小值均为 O(1) 的时间复杂度,那么只能牺牲空间来换。可以另外新建一个栈来顺序存入数据最小值。
注意:Python中没有单独的 Stack 数据结构,其实它的数组就有弹出和压入功能。也可以用 collections.deque()
数据结构。 另外在数据入栈时需要判断该值是否比辅助栈的栈顶元素的值更小,如果更小,也应该将它加入辅助栈。并且需要判断辅助栈是否为空,在不空的条件下才可以取栈顶元素比较,否则会溢出。
事实上每次都要调用函数判断是否为空这个操作,相对这道题的运行时间来说很耗时,就这道题而言是可以避免的,只需给辅助栈加入整型最大值作为栈底元素即可。
Java:
class MinStack {
Stack<Integer> s1 = new Stack<>();//初始化栈
Stack<Integer> s2 = new Stack<>();//辅助栈顺序存入最小值
public MinStack() {
s2.push(Integer.MAX_VALUE);//先加入整型最大值在栈底,避免判断辅助栈是否为空
}
public void push(int x) {
s1.push(x);
if (s2.peek() >= x) s2.push(x);//比栈顶元素值小或相等就加入辅助栈
}
public void pop() {
int tmp = s1.pop();
if (tmp == s2.peek()) s2.pop();//弹出栈的元素值如果和辅助栈顶元素值相等,也在辅助栈弹出它
}
public int top() {
return s1.peek();//返回栈顶元素
}
public int getMin() {
return s2.peek();//返回辅助栈栈顶元素即是最小值
}
}
Python3:
class MinStack:
#初始化数据结构(数组),s2作为辅助栈加入整形最大值做栈底,避免判断辅助栈是否为空
def __init__(self):
self.s1 = []
self.s2 = []
self.s2.append(sys.maxsize)
def push(self, x: int) -> None:
self.s1.append(x)
#取栈顶元素直接用数组负值索引 Array[-1] 取最后一个值
if self.s2[-1] >= x: self.s2.append(x)
def pop(self) -> None:
tmp = self.s1.pop()
if tmp == self.s2[-1]: self.s2.pop()
def top(self) -> int:
return self.s1[-1]
def getMin(self) -> int:
return self.s2[-1]
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