剑指 Offer 30. 包含min函数的栈

1. 题目

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)。

2. 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.

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/bao-han-minhan-shu-de-zhan-lcof
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3. 题解

本题主要是要看懂要做什么？

是让我们实现一个函数来做栈的相关操作。

两种实现方式：

• 双栈：
  • 其中一个保持默认栈的方式，另外一个作为非严格降序辅助栈（并不包含所有元素）。
  • push：A栈始终入栈，B栈判断是否为空或者即将入栈元素是否小于栈顶元素，若是，直接入栈。此时，对于大于栈顶的元素未入B栈，但没有影响，因为只需返回最小元素。
  • pop：弹出A栈栈顶元素，判断弹出元素是否与B栈顶想等，若是，B栈也弹出。
  • top：直接返回A栈栈顶元素。
  • min：返回B栈栈顶元素。
• 单栈
  • 分析上面双栈方式，发现双栈中的辅助站只是为了存储历次的最小值min，但实际在使用过程中，我们只需要维护当前的最小值以及上一次的最小值即可，因而我们可以之际使用单栈来实现。
  • 当前的最小元素为min，上一次的最小元素存入单栈中。

4. 实现

4.1 双栈

class MinStack {

   //维护一个栈，只需要维护当前最小值以及上一次最小值即可
   Stack<Integer> stack;
   int min;
   /** initialize your data structure here. */
   public MinStack30() {
       stack = new Stack<>();
   }
   public void push(int x) {
       if(stack.isEmpty()) {
           min = x;
       }
       if(x <= min) {
           // 记录上一个最小值
           stack.push(min);
           min = x;
       }
       stack.push(x);
   }
   public void pop() {
       if(min == stack.pop()) {
           // 还原上一个最小值
           min = stack.pop();
       }
   }
   public int top() {
       return stack.peek();
   }
   public int min() {
       return min;
   }
}

4.2 单栈

public class MinStack {
    // 维护一个栈，只需要维护当前最小值以及上一次最小值即可
    Stack<Integer> stack;
    int min;
    /** initialize your data structure here. */
    public MinStack() {
        stack = new Stack<>();
    }
    public void push(int x) {
        if(stack.isEmpty()) {
            min = x;
        }
        // 此处很巧妙，将min入栈，保证min之下都比这个元素小
        if(x <= min) {
            // 记录上一个最小值
            stack.push(min);
            min = x;
        }
        stack.push(x);
    }
    public void pop() {
        if(min == stack.pop()) {
            // 还原上一个最小值,  stack.push(min)将最小元素存储在了stack里
            min = stack.pop();
        }
    }
    public int top() {
        return stack.peek();
    }
    public int min() {
        return min;
    }
}

5. 结语

　　努力去爱周围的每一个人，付出，不一定有收获，但是不付出就一定没有收获！ 给街头卖艺的人零钱，不和深夜还在摆摊的小贩讨价还价。愿我的博客对你有所帮助(*^▽^*)(*^▽^*)！

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