[LeetCode] 155. Min Stack 最小栈
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.
Example:
MinStack minStack = new MinStack();minStack.push(-2);minStack.push(0);minStack.push(-3);minStack.getMin(); –> Returns -3.minStack.pop();minStack.top(); –> Returns 0.minStack.getMin(); –> Returns -2.
这道最小栈跟原来的栈相比就是多了一个功能，可以返回该栈的最小值。使用两个栈来实现，一个栈来按顺序存储 push 进来的数据，另一个用来存出现过的最小值。代码如下:
C++ 解法一：
class MinStack {public: MinStack() {} void push(int x) { s1.push(x); if (s2.empty() || x <= s2.top()) s2.push(x); } void pop() { if (s1.top() == s2.top()) s2.pop(); s1.pop(); } int top() { return s1.top(); } int getMin() { return s2.top(); } private: stack<int> s1, s2;};
Java 解法一：
public class MinStack { private Stack<Integer> s1 = new Stack<>(); private Stack<Integer> s2 = new Stack<>(); public MinStack() {} public void push(int x) { s1.push(x); if (s2.isEmpty() || s2.peek() >= x) s2.push(x); } public void pop() { int x = s1.pop(); if (s2.peek() == x) s2.pop(); } public int top() { return s1.peek(); } public int getMin() { return s2.peek(); }}
需要注意的是上面的 Java 解法中的 pop() 中，为什么不能用注释掉那两行的写法，博主之前也不太明白为啥不能对两个 stack 同时调用 peek() 函数来比较，如果是这种写法，那么不管 s1 和 s2 对栈顶元素是否相等，永远返回 false。这是为什么呢，这就要看 Java 对于peek的定义了，对于 peek() 函数的返回值并不是 int 类型，而是一个 Object 类型，这是一个基本的对象类型，如果直接用双等号 == 来比较的话，肯定不会返回 true，因为是两个不同的对象，所以一定要先将一个转为 int 型，然后再和另一个进行比较，这样才能得到想要的答案，这也是 Java 和 C++ 的一个重要的不同点吧。
那么下面再来看另一种解法，这种解法只用到了一个栈，还需要一个整型变量 min_val 来记录当前最小值，初始化为整型最大值，然后如果需要进栈的数字小于等于当前最小值 min_val，则将 min_val 压入栈，并且将 min_val 更新为当前数字。在出栈操作时，先将栈顶元素移出栈，再判断该元素是否和 min_val 相等，相等的话将 min_val 更新为新栈顶元素，再将新栈顶元素移出栈即可，参见代码如下：
C++ 解法二：
class MinStack {public: MinStack() { min_val = INT_MAX; } void push(int x) { if (x <= min_val) { st.push(min_val); min_val = x; } st.push(x); } void pop() { int t = st.top(); st.pop(); if (t == min_val) { min_val = st.top(); st.pop(); } } int top() { return st.top(); } int getMin() { return min_val; }private: int min_val; stack<int> st;};
Java 解法二：
public class MinStack { private int min_val = Integer.MAX_VALUE; private Stack<Integer> s = new Stack<>(); public MinStack() {} public void push(int x) { if (x <= min_val) { s.push(min_val); min_val = x; } s.push(x); } public void pop() { if (s.pop() == min_val) min_val = s.pop(); } public int top() { return s.peek(); } public int getMin() { return min_val; }}
Github 同步地址：
https://github.com/grandyang/leetcode/issues/155
类似题目：
Sliding Window Maximum
Max Stack
参考资料：
https://leetcode.com/problems/min-stack/
https://leetcode.com/problems/min-stack/discuss/49014/java-accepted-solution-using-one-stack
https://leetcode.com/problems/min-stack/discuss/49016/c-using-two-stacks-quite-short-and-easy-to-understand
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