题目
设计一个支持push,pop,top等操作并且可以在O(1)时间内检索出最小元素的堆栈。

  • push(x)–将元素x插入栈中
  • pop()–移除栈顶元素
  • top()–得到栈顶元素
  • getMin()–得到栈中最小元素

样例
MinStack minStack = new MinStack();
minStack.push(-1);
minStack.push(3);
minStack.push(-4);
minStack.getMin(); —> Returns -4.
minStack.pop();
minStack.top(); —> Returns 3.
minStack.getMin(); —> Returns -1.

解法:单调栈

得到栈中最小元素这个操作常规栈是不支持的
由于在元素弹出栈的过程中,最小元素会不断变化,因此仅仅只用一个变量保存最小值是不够的,此时可以引入一个辅助的单调栈M
单调栈中可以每次push都存入M栈顶和当前元素中的较小者,pop时直接pop两个栈
也可以只向M中push比栈顶更小的元素,pop时两个栈顶元素相同才pop M
时间复杂度O(1),空间复杂度O(n)

  1. class MinStack {
  2. public:
  3. /** initialize your data structure here. */
  4. stack<int> s, s_min;
  5. MinStack() {
  6. }
  7. void push(int x) {
  8. s.push(x);
  9. if (s_min.empty() || x < s_min.top())
  10. s_min.push(x);
  11. }
  12. void pop() {
  13. if (s_min.top() == s.top()) {
  14. s_min.pop();
  15. }
  16. s.pop();
  17. }
  18. int top() {
  19. return s.top();
  20. }
  21. int getMin() {
  22. return s_min.top();
  23. }
  24. };
  25. /**
  26. * Your MinStack object will be instantiated and called as such:
  27. * MinStack obj = new MinStack();
  28. * obj.push(x);
  29. * obj.pop();
  30. * int param_3 = obj.top();
  31. * int param_4 = obj.getMin();
  32. */