手把手帶你瞭解C++最小棧

Posted on by

設計一個支持 push ，pop ，top 操作，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:

輸入：

[“MinStack”,“push”,“push”,“push”,“getMin”,“pop”,“top”,“getMin”]

[[],[-2],[0],[-3],[],[],[],[]]

輸出：

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

解釋：

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

C++支持的棧（原生棧），可以實現 push、pop、top(peek)， 但是要獲取最小元素， 一種方法是通過暴力搜索，從頭到尾遍歷整個，那麼時間復雜度是 O(n)，不是在常數級獲取最小值， 不符合題目的要求。

我們可以設置兩個棧，一個數據棧 datastack，用於存放需要存放的數據，一個記錄最小值的棧 sortedstack。

在這裡插入圖片描述

每次 push 操作之後， 保存當前 push 元素之後數據棧中的最小值， 因為從第一次 push 到之後的每次 push 操作，我們知道每次 push 的值，也很容易知道當前的棧中的最小值。

在這裡插入圖片描述

```cpp
class MinStack {
public:
    /** initialize your data structure here. */
    //創建兩個棧
    stack<int> datastack; //數據棧
    stack<int> sortedstack; //有序棧，棧底最大，棧頂最小，有<=棧頂的元素才push
    MinStack() {
    }
    void push(int val) {
        datastack.push(val); //將值push到數據棧
        //有序棧
        //當有序棧為空 或 值小於等於有序棧的棧頂 就push
        if(sortedstack.empty()||val<=sortedstack.top()) //sortedstack==sortedstack.empty() 錯誤
            sortedstack.push(val);
    }
    void pop() {
        if(datastack.top()==sortedstack.top())  //數據棧的棧頂 和 有序棧的棧頂 相同， 有序棧出棧
            sortedstack.pop();
        datastack.pop();  //數據棧一直在出棧
    }         
    int top() {
        return datastack.top();
    }
    int getMin() {
        return sortedstack.top();
    }
};
/**
 * Your MinStack object will be instantiated and called as such:
 * MinStack* obj = new MinStack();
 * obj->push(val);
 * obj->pop();
 * int param_3 = obj->top();
 * int param_4 = obj->getMin();
 */

總結

本篇文章就到這裡瞭，希望能給你帶來幫助，也希望您能夠多多關註WalkonNet的更多內容！

推薦閱讀：