[寶寶也能看懂的活動篇][30-Day LeetCoding Challenge] 第十天

最小棧

Hi 你們好，我是張小豬。歡迎來到『寶寶也能看懂』系列特別篇 - 官方小活動 『30-Day LeetCoding Challenge』。

這裏是 4 月 10 號的題，也是題目列表中的第 155 題 -- 『最小棧』

題目描述

設計一個支持 push，pop，top 操做，並能在常數時間內檢索到最小元素的棧。

• push(x) —— 將元素 x 推入棧中。
• pop() —— 刪除棧頂的元素。
• top() —— 獲取棧頂元素。
• getMin() —— 檢索棧中的最小元素。

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.

官方難度

EASY

解決思路

題目要求很簡單，就是要封裝一個叫作 MinStack 的類，幾個操做都是普通的棧操做，不過多了一個返回最小的元素值。因爲原生 JS 的 Array 就集合了隊列和棧的操做行爲，因此咱們能夠直接基於它來實現。

直接方案

直接基於原生的 Array 來實現棧的操做，另外咱們用一個變量來記錄棧內數據的最小值。這裏小豬用一個 _top 指針來標識棧頂的位置，從而避免數據的擦除開銷和數組動態縮短的開銷，另外在每一次 pop 的時候經過遍歷去更新記錄的最小值。具體代碼以下：

class MinStack {
  constructor() {
    this._top = -1;
    this.data = [];
    this.min = Number.MAX_SAFE_INTEGER;
  }
  push(n) {
    this.data[++this._top] = n;
    n < this.min && (this.min = n);
  }
  pop() {
    this.min = Number.MAX_SAFE_INTEGER;
    for (let i = --this._top; i >= 0; --i) {
      this.data[i] < this.min && (this.min = this.data[i]);
    }
  }
  top() {
    return this.data[this._top];
  }
  getMin() {
    return this.min;
  }
}

優化

上述代碼有個問題，pop 操做的時間複雜度實際上是 O(n)，由於須要經過遍從來完成最小值的更新。咱們來嘗試把它變成 O(1)。

爲了直接更新最小值，那麼它可能來自於能夠直接計算或者提早算好了存起來。因爲數據並無什麼數學聯繫，因此直接計算顯然是不現實的，那麼咱們就從提早算好來考慮。咱們能夠想象一下在插入一個新數據的時候發生的狀況：當前棧中的最小值我是知道的；新數據是否最小我也是知道的。那麼就至關於插入數據前的最小值和插入數據後的最小值我都知道。那麼反過來，它們其實也就是彈出數據前和彈出數據後的最小值。

到此，咱們便獲得了實現思路。具體代碼以下：

class MinStack {
  constructor() {
    this._top = -1;
    this.data = [];
    this.min = Number.MAX_SAFE_INTEGER;
  }
  push(n) {
    this.data[++this._top] = this.min;
    this.data[++this._top] = n;
    n < this.min && (this.min = n);
  }
  pop() {
    this.min = this.data[--this._top];
    --this._top;
  }
  top() {
    return this.data[this._top];
  }
  getMin() {
    return this.min;
  }
}

總結

優化方式中包含了一點思惟的轉換，不過也很是簡單，但願能幫助到有須要的小夥伴。

若是以爲不錯的話，記得『三連』哦。小豬愛大家喲~

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