[Leetcode] Min Stack 最小栈

Min Stack

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

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.

双栈法

复杂度

时间 O(N) 空间 O(1)

思路

暴力的方法是遍历一遍栈得出最小值，这样不用任何空间。但如果我们能使用空间来记录到目前为之最小的数呢？我们只要记录一个最小数的顺序，和栈的操作顺序对应起来就可以在任何时候做到O(1)获取最小值了。因为这个最小值的顺序也是先进后出，我们同样用一个栈来记录。这样主栈在push时，如果该值小于等于副栈顶，就也push进副栈中。当主栈pop时，如果pop出的元素是副栈栈顶的话，副栈也要pop。

注意

• 判断是否加入副栈时，等于的情况也要加入，因为可能有多个重复的最小值，我们也需要多次抛出这些重复的最小值
• 当栈为空时，peek会抛出异常，这里要和面试官沟通好如何处理栈为空的情况

代码

class MinStack {
    
    Stack<Integer> stk = new Stack<Integer>();
    Stack<Integer> min = new Stack<Integer>();
    
    public void push(int x) {
        stk.push(x);
        if(min.isEmpty() || x <= min.peek()){
            min.push(x);
        }
    }

    public void pop() {
        int x = stk.pop();
        if(!min.isEmpty() && min.peek() == x){
            min.pop();
        }
    }

    public int top() {
        if(!stk.isEmpty()){
            return stk.peek();
        } else {
            return 0;
        }
    }

    public int getMin() {
        if(!min.isEmpty()){
           return min.peek();
        } else {
            return 0;
        }
    }
}

2018/2

class MinStack:

    def __init__(self):
        """
        initialize your data structure here.
        """
        self.mins = []
        self.values = []
        

    def push(self, x):
        """
        :type x: int
        :rtype: void
        """
        self.values.append(x)
        if not self.mins or x <= self.mins[-1]:
            self.mins.append(x)
        

    def pop(self):
        """
        :rtype: void
        """
        result = self.values.pop() if self.values else None
        if result is not None and self.mins and result == self.mins[-1]:
            self.mins.pop()
        

    def top(self):
        """
        :rtype: int
        """
        return self.values[-1] if self.values else None

        

    def getMin(self):
        """
        :rtype: int
        """
        return self.mins[-1] if self.mins else None

后续 Follow Up

Q：如果还要加一个getMax()方法呢？
A：同样用一个栈，但是入栈的判断条件是大于等于栈顶。