最小棧

題目

設(shè)計(jì)一個(gè)支持 push，pop，top 操作，并能在常數(shù)時(shí)間內(nèi)檢索到最小元素的棧。

push(x) -- 將元素 x 推入棧中。
pop() -- 刪除棧頂?shù)脑亍?br> 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.

思路

難點(diǎn)在于檢索棧中的最小值

1. 每次檢索遍歷查詢
2. 記錄一個(gè)最小值,每次push和pop時(shí)操作
3. 記錄一個(gè)輔助棧,輔助棧為當(dāng)前棧長度的最小值,也就是每次push時(shí)同步插入,pop時(shí)同步刪除
4. 輔助棧不在每次push時(shí)同步插入最小值,如果比最小值小,則加入,如果比最小值大,則不加入.每次pop時(shí)比較.同時(shí)有相同最小值也要同步加入
5. 將輔助棧改為記錄最小值的索引位置.有相同最小值時(shí)不需要同步加入.

代碼

1. 記錄一個(gè)最小值

class MinStack {
    //其余都好說,問題是在于獲取最小元素.
    //獲取最小元素的方法有幾種,其一,保持一個(gè)最小元素的值,每次插入和每次取出都需要比較
    //其二,多加一個(gè)輔助棧,用來存放最小值
    /** initialize your data structure here. */
    private Integer min;
    private ArrayList<Integer> list;
    public MinStack() {
        list = new ArrayList();
    }
    
    public void push(int x) {
        if(min == null){
            min = x;
        }
        if(min > x){
            min = x;
        }
        list.add(x);
    }
    
    public void pop() {
        if(list.size() == 0){
            throw new RuntimeException();
        }
        Integer num = list.remove(list.size()-1);
        if(num.equals(min)){
            min = null;
            for(int i = 0;i < list.size();i++){
                if(min == null || min > list.get(i)){
                    min = list.get(i);
                }
            }
        }
    }
    
    public int top() {
        if(list.size() == 0){
            throw new RuntimeException();
        }
        return list.get(list.size()-1);
    }
    
    public int getMin() {
        return min;
    }
}

/**
 * Your MinStack object will be instantiated and called as such:
 * MinStack obj = new MinStack();
 * obj.push(x);
 * obj.pop();
 * int param_3 = obj.top();
 * int param_4 = obj.getMin();
 */

2. 輔助棧存儲(chǔ)索引

class MinStack {
    //輔助棧存儲(chǔ)索引
    /** initialize your data structure here. */
    private List<Integer> list;
    private List<Integer> data;
    public MinStack() {
        list = new ArrayList<>();
        data = new ArrayList<>();
    }

    public void push(int x) {
        data.add(x);
        if(list.size() == 0){
            list.add(0);
        }else if(data.get(list.get(list.size()-1)) > x){
            list.add(data.size()-1);
        }
    }

    public void pop() {
        if(data.size() == 0){
            throw new RuntimeException();
        }
        Integer num = data.size()-1;
        data.remove(num.intValue());
        if(num.equals((list.get(list.size()-1)))){
            list.remove(list.size()-1);
        }
    }

    public int top() {
        if(data.size() == 0){
            throw new RuntimeException();
        }
        return data.get(data.size()-1);
    }

    public int getMin() {
        if(list.size() == 0){
            throw new RuntimeException();
        }
        return data.get(list.get(list.size()-1));
    }
}

/**
 * Your MinStack object will be instantiated and called as such:
 * MinStack obj = new MinStack();
 * obj.push(x);
 * obj.pop();
 * int param_3 = obj.top();
 * int param_4 = obj.getMin();
 */