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      设计一个最小栈

      首页 知识中心 软件开发 文章详情页

      设计一个最小栈

      2024-10-17 08:21:52 阅读次数:32

      java,开发语言,数据结构

      问题

      请你设计一个 最小栈 。它提供 push ,pop ,top 操作,并能在常数时间内检索到最小元素的栈。

      实现 MinStack 类:

      • MinStack() 初始化堆栈对象。
      • void push(int val) 将元素val推入堆栈。
      • void pop() 删除堆栈顶部的元素。
      • int top() 获取堆栈顶部的元素。
      • int getMin() 获取堆栈中的最小元素。

      示例 

      输入:
      ["MinStack","push","push","push","getMin","pop","top","getMin"]
      [[],[-2],[2],[-3],[],[],[],[]]
      
      输出:
      [null,null,null,null,-3,null,2,-2]
      
      解释:
      MinStack minStack = new MinStack();
      minStack.push(-2);
      minStack.push(2);
      minStack.push(-3);
      minStack.getMin();   --> 返回 -3.
      minStack.pop();
      ();      --> 返回 2.
      minStack.getMin();   --> 返回 -2.

      分析

      本题目的难点在于,出了要实现间的栈操作,还得满足在常数时间内找到最小值。因此时间成本要求极高。所以不能进行数据的遍历去找到合适的数值。

      因此,我们可以考虑空间换时间的方法。用额外开辟的空间,去换得最小的时间消耗。

      思路

      我们可以建立两个stack,第一个叫st,用来正常出入数据;第二个叫minst,将最小的数入到该栈。

      示例:

      设计一个最小栈

      当我们打算入5 6 7 3时, st作为正常栈,存储5 6 7 3。

      当5入栈时,minst为空,5入minst-------->当6 7入栈时,6  7均大于5(minst栈顶),因此入5(保证minst的栈顶始终是最小值)---------->当3入栈时,3小于等于(),因此3入minst。

      (需要注意,当插入的元素 x 等于 ()时,仍需要插入)

      优化:

      为了减少入栈的消耗,在minst中“当6 7入栈时,6  7均大于5(minst栈顶),因此入5(保证minst的栈顶始终是最小值)”此操作省去

      设计一个最小栈

      因此在需要满足的push、top、pop操作如下:

      top:

      返回st栈的栈顶

      push:

      st栈优先插入,当插入的数据x小于等于()时,minst才插入x

      pop:

      st栈优先删除,当删除的数据等于()时,minst才删除。((因为()始终小于等于()   ))

      代码实现

      class MinStack {
      public:
          MinStack() {    //不写,在初始化列表自动完成初始化
          }
          
          void push(int x) {
              _st.push(x);
      
              if (_minst.empty() || x <=  _())
                  _minst.push(x);
          }
          
          void pop() {
      
              if (_() == _())
                  _minst.pop();
      
              _st.pop();
      
          }
          
          int top() {
              return _();
          }
          
          int getMin() {
              return _();
          }
      
      private:
          stack<int> _st;
          stack<int> _minst;
      
      };

      题外话

      当出现大量重复元素时,minst还需要大量的push这些重复元素吗?

      设计一个最小栈

      答案是不需要。我们只需要将minst初始化为一个自定义类型即可。

      设计一个最小栈

      采用类内初始化,建立一个这样的类。当传入相同的元素时,只需要_count++即可。

      设计一个最小栈

      版权声明:本文内容来自第三方投稿或授权转载,原文地址:https://blog.csdn.net/2302_80190394/article/details/141598955,作者:Ris Hen,版权归原作者所有。本网站转在其作品的目的在于传递更多信息,不拥有版权,亦不承担相应法律责任。如因作品内容、版权等问题需要同本网站联系,请发邮件至ctyunbbs@chinatelecom.cn沟通。

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