155. 最小栈

  • 难度简单
  • 本题涉及算法前缀和 暴力 哈希表
  • 思路前缀和 暴力 哈希表
  • 类似题型:

题目 155. 最小栈

设计一个支持 push ,pop ,top 操作,并能在常数时间内检索到最小元素的栈。

  • push(x) —— 将元素 x 推入栈中。
  • pop() —— 删除栈顶的元素。
  • top() —— 获取栈顶元素。
  • getMin() —— 检索栈中的最小元素。  

示例:

输入:
["MinStack","push","push","push","getMin","pop","top","getMin"]
[[],[-2],[0],[-3],[],[],[],[]]

输出:
[null,null,null,null,-3,null,0,-2]

解释:
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.

提示:

pop、top 和 getMin 操作总是在 非空栈 上调用。

方法一 数组

解题思路

  • 我们先用最快捷的方式做题,在慢慢优化代码
  • 使用数组,做数据的增删差操作
  • 而对于获取最小值 使用 Collections.min(list) 获取

java

class MinStack {

    // 数据
    List<Integer> list = null;
    /** initialize your data structure here. */
    public MinStack() {
        list = new ArrayList<>();
    }

    public void push(int x) {
        list.add(x);

    }

    public void pop() {
        list.remove(list.size()-1);

    }

    public int top() {
        return list.get(list.size()-1);

    }

    public int getMin() {
        return Collections.min(list);
    }
}

/**
 * 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();
 */

方法二 辅助栈

解题思路

  • 显然 直接使用 Collections.min(list) 拿到最最小数 会触发隐藏剧情(Collections.min 是怎么实现的)
  • 是的,这里可以用栈,而且用两个,一个是数据栈,一个是辅助栈
  • 数据栈好理解 而辅助栈则是用在 获取最小值中, 通过把最小值放在辅助栈栈顶,来获取最小数据
  • 上代码

java

class MinStack {

    // 数据栈
    private Stack<Integer> data;
    // 辅助栈 用于获取最小值
    private Stack<Integer> helper;
    /** initialize your data structure here. */
    public MinStack() {
        data = new Stack<>();
        helper = new Stack<>();
    }

    public void push(int x) {
        data.add(x);
        if (helper.isEmpty() || helper.peek()>=x)
            helper.add(x);
        else
            helper.add(helper.peek());

    }

    public void pop() {
        if(!data.isEmpty()) {
            data.pop();
            helper.pop();
        }

    }

    public int top() {
        if(!data.isEmpty())
            return data.peek();
        throw new RuntimeException("栈中元素为空,此操作非法");

    }

    public int getMin() {
        if(!data.isEmpty()) {
            return helper.peek();
        }
        throw new RuntimeException("栈中元素为空,此操作非法");

    }
}

/**
 * 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();
 */

python

class MinStack:

    def __init__(self):
        """
        initialize your data structure here.
        """
        self.stack = [] # 数据栈
        self.helper = [] # 辅助栈


    def push(self, x: int) -> None:
        self.stack.append(x)
        if not self.helper or self.helper[-1] >= x:
            self.helper.append(x)
        else:
            self.helper.append(self.helper[-1])


    def pop(self) -> None:
        if self.stack:
            self.helper.pop()
            return self.stack.pop()


    def top(self) -> int:
        if self.stack:
            return self.stack[-1]


    def getMin(self) -> int:
        if self.helper:
            return self.helper[-1]



# Your MinStack object will be instantiated and called as such:
# obj = MinStack()
# obj.push(x)
# obj.pop()
# param_3 = obj.top()
# param_4 = obj.getMin()