[LeetCode] 155. Min Stack 最小棧

時間 2019-11-11

標籤 leetcode min stack 最小简体版

原文原文鏈接

Design a stack that supports push, pop, top, and retrieving the minimum element in constant time.html

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.

Example:java

MinStack minStack = new MinStack();
minStack.push(-2);
minStack.push(0);
minStack.push(-3);
minStack.getMin();   --> Returns -3.
minStack.pop();
minStack.top();      --> Returns 0.
minStack.getMin();   --> Returns -2.

這道最小棧跟原來的棧相比就是多了一個功能，能夠返回該棧的最小值。使用兩個棧來實現，一個棧來按順序存儲 push 進來的數據，另外一個用來存出現過的最小值。代碼以下:git

C++ 解法一： github

class MinStack {
public:
    MinStack() {}    
    void push(int x) {
        s1.push(x);
        if (s2.empty() || x <= s2.top()) s2.push(x);
    }    
    void pop() {
        if (s1.top() == s2.top()) s2.pop();
        s1.pop();
    }  
    int top() {
        return s1.top();
    }    
    int getMin() {
        return s2.top();
    }
    
private:
    stack<int> s1, s2;
};

Java 解法一：函數

public class MinStack {
    private Stack<Integer> s1 = new Stack<>();
    private Stack<Integer> s2 = new Stack<>();
    
    public MinStack() {}  
    public void push(int x) {
        s1.push(x);
        if (s2.isEmpty() || s2.peek() >= x) s2.push(x);
    }
    public void pop() {
        int x = s1.pop();
        if (s2.peek() == x) s2.pop();
    }   
    public int top() {
        return s1.peek();
    }  
    public int getMin() {
        return s2.peek();
    }
}

須要注意的是上面的 Java 解法中的 pop() 中，爲何不能用註釋掉那兩行的寫法，博主以前也不太明白爲啥不能對兩個 stack 同時調用 peek() 函數來比較，若是是這種寫法，那麼無論 s1 和 s2 對棧頂元素是否相等，永遠返回 false。這是爲何呢，這就要看 Java 對於peek的定義了，對於 peek() 函數的返回值並非 int 類型，而是一個 Object 類型，這是一個基本的對象類型，若是直接用雙等號 == 來比較的話，確定不會返回 true，由於是兩個不一樣的對象，因此必定要先將一個轉爲 int 型，而後再和另外一個進行比較，這樣才能獲得想要的答案，這也是 Java 和 C++ 的一個重要的不一樣點吧。post

那麼下面再來看另外一種解法，這種解法只用到了一個棧，還須要一個整型變量 min_val 來記錄當前最小值，初始化爲整型最大值，而後若是須要進棧的數字小於等於當前最小值 min_val，則將 min_val 壓入棧，而且將 min_val 更新爲當前數字。在出棧操做時，先將棧頂元素移出棧，再判斷該元素是否和 min_val 相等，相等的話將 min_val 更新爲新棧頂元素，再將新棧頂元素移出棧便可，參見代碼以下：ui

C++ 解法二： url

class MinStack {
public:
    MinStack() {
        min_val = INT_MAX;
    }  
    void push(int x) {
        if (x <= min_val) {
            st.push(min_val);
            min_val = x;
        }
        st.push(x);
    }   
    void pop() {
        int t = st.top(); st.pop();
        if (t == min_val) {
            min_val = st.top(); st.pop();
        }
    }  
    int top() {
        return st.top();
    }    
    int getMin() {
        return min_val;
    }

private:
    int min_val;
    stack<int> st;
};

Java 解法二：spa

public class MinStack {
    private int min_val = Integer.MAX_VALUE;
    private Stack<Integer> s = new Stack<>();
    
    public MinStack() {}  
    public void push(int x) {
        if (x <= min_val) {
            s.push(min_val);
            min_val = x;
        }
        s.push(x);
    }    
    public void pop() {
        if (s.pop() == min_val) min_val = s.pop();
    }   
    public int top() {
        return s.peek();
    }    
    public int getMin() {
        return min_val;
    }
}