21 包含min函数的栈 stack with getmin function

包含min函数的栈

题目描述:

定义栈的数据结构,请在该类型中实现一个能够得到栈中所含最小元素的min函数(时间复杂度应为O(1))。

解题思路:

  1. 由于需要在栈的基础之上再增加一个附加的功能,即返回整个栈中的最小值min,所以我们首先考虑增加一个变量来存储这个最小值min。
  2. 但是,稍作思考可以发现的是,当栈中的最小值被弹出之后,我们就无法知道栈中的次小值是什么了。那么,如果再增加一个变量存储此小值呢?
  3. 如果这样的话,那么再次小值应该怎么处理呢?
  4. 经过上述的思考,我们发现,既然需要额外的空间,我们就再增加一个辅助栈,这个辅助栈的大小与存放数据的栈一样,但是保存栈中存储的最小值
  5. 具体做法如下:
    • 数据栈的push和pop操作依然与普通栈相同
    • 如果,辅助栈的栈中没有存放任何的数据,则将新压入数据栈中的数据压入辅助栈中,作为当前的最小值
    • 如果新压入数据栈中的数值小于辅助栈的栈顶值,则将新的数据压入辅助栈,作为当前的最小值
    • 如果新压入数据栈中的数值大于辅助栈的栈顶值,则继续将上一轮的最小值压入到辅助栈中
    • 这样,每次push/pop的时候,两个栈同时push/pop,可以保证O(1)的复杂度内实现min()函数

代码

class Solution{
public:
    void push(int value) {
        data.push(value);
        if (min.empty()) {
            minValue = value;
            min.push(minValue);
        }
        else {
            if (value < minValue) {
                minValue = value;
                min.push(minValue);
            }
            else {
                min.push(minValue);
            }
        }
    }

    void pop() {
        if (!data.empty() && !min.empty()) {
            data.pop();
            min.pop();
        }
    }   

    int top() {
        if (!data.empty() && !min.empty()) {
            return data.top();
        }
    }

    int min() {
        if (!data.empty() && !min.empty()) {
            return min.top();
        }
    }
    
private:
    stack<int> data;
    stack<int> min;
    int minValue;
}
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