包含min函数的栈 【微软面试100题 第二题】

题目要求：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).

参考题目：剑指offer第21题.

题目分析：

　　1.采用面向对象思想，定义类StackWithMin，包含min、push和pop等方法；

　　2.StackWithMin类中包含两个栈：一个数据栈，一个辅助栈。数据栈中是每次压入的实际数据，辅助栈中是对应数据栈的当前结点的最小值。

　　　　解释：假设数据栈为stackdata,辅助栈为stackmin;令压栈数据依次为5-3-4-1-2；

　　　　　　　则压入5：stackdata:5 , stackmin:5

　　　　　　　　　　压入3：----->stackdata:5-3 , stackmin:5-3

　　　　　　　　　　　　压入4：----->stackdata:5-3-4 , stackmin:5-3-3

　　　　　　　　　　　　　　压入1：----->stackdata:5-3-4-1 , stackmin:5-3-3-1

　　　　　　　　　　　　　　　　　压入2：----->stackdata:5-3-4-1-2, stackmin:5-3-4-1-1

　　　　stackdata即为压入的实际数据，stackmin中每次压入的数据和之前stackmin中的输入比较，如果比之前的小则压入当前，如果比之前的大则压入之前的数据。

#include <iostream>
#include <stack>
#include <cassert>

using namespace std;

template<class T>
class stackWithMin
{
public:
    stackWithMin(){}
    ~stackWithMin(){}
    void push(const T& value);
    void pop();
    const T& min() const;
    void printStack();
private:
    stack<T> stackData;
    stack<T> stackMin;
};
template<class T>
void stackWithMin<T>::push(const T& value)
{
    stackData.push(value);

    //辅助栈为空或者压入的元素小于辅助栈的栈顶元素，则压入当前元素；否则压入栈顶元素
    if(stackMin.empty() || stackMin.top()>value)
        stackMin.push(value);
    else
        stackMin.push(stackMin.top());
}
template<class T>
void stackWithMin<T>::pop()
{
    assert(stackData.size()>0 && stackMin.size()>0);

    stackData.pop();
    stackMin.pop();
}
template<class T>
const T& stackWithMin<T>::min() const
{
    assert(stackData.size()>0 && stackMin.size()>0);

    return stackMin.top();
}
template<class T>
void stackWithMin<T>::printStack()
{
    stack<T> tmp;
    
    cout << "当前栈中元素有：";
    while(stackData.size())
    {
        tmp.push(stackData.top());
        stackData.pop();
    }
    
    while(tmp.size())
    {
        stackData.push(tmp.top());
        cout << tmp.top();
        tmp.pop();
    }
    cout << endl;
}
int main(void)
{
    stackWithMin<int> minStack;

    minStack.push(5);
    minStack.printStack();
    cout << "最小元素为：" << minStack.min() << endl;

    minStack.push(3);
    minStack.printStack();
    cout << "最小元素为：" << minStack.min() << endl;

    minStack.push(4);
    minStack.printStack();
    cout << "最小元素为：" << minStack.min() << endl;

    minStack.push(1);
    minStack.printStack();
    cout << "最小元素为：" << minStack.min() << endl;

    minStack.push(2);
    minStack.printStack();
    cout << "最小元素为：" << minStack.min() << endl;

    return 0;
}