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.
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：
public: /** initialize your data structure here. */ 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：
private Stack<Integer> s1 = new Stack<>(); private Stack<Integer> s2 = new Stack<>(); /** initialize your data structure here. */ public MinStack() {} public void push(int x) { s1.push(x); if (s2.isEmpty() || s2.peek() >= x) s2.push(x); } public void pop() { // Cannot write like the following: // if (s2.peek() == s1.peek()) s2.pop(); // s1.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，我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，这我们就要到Java的对于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，如果我们直接用==来比较的话，那么肯定不会返回true，因为是两个不同的对象，所以我们一定要先将一个转为int型，然后再和另一个进行比较，这样才能得到我们想要的答案，这也是Java和C++的一个重要的不同点吧。
那么下面我们再来看另一种解法，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，初始化为整型最小值，然后如果需要进栈的数字小于等于当前最小值min_val，那么将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，相等的话我们将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：
public: /** initialize your data structure here. */ 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：
private int min_val = Integer.MAX_VALUE; private Stack<Integer> s = new Stack<>(); /** initialize your data structure here. */ 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; } }
参考资料：
https://discuss.leetcode.com/topic/7020/java-accepted-solution-using-one-stack
https://discuss.leetcode.com/topic/18556/c-using-two-stacks-quite-short-and-easy-to-understand
本文转自博客园Grandyang的博客，原文链接：[LeetCode] Min Stack 最小栈
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