手把手帶你了解C++最小棧

更新時(shí)間：2021年08月19日 10:18:46 作者：久病成良醫(yī)

這篇文章主要介紹了C++的最小棧,本篇文章通過(guò)簡(jiǎn)要的案例,講解了該項(xiàng)技術(shù)的了解與使用,以下就是詳細(xì)內(nèi)容,需要的朋友可以參考下

設(shè)計(jì)一個(gè)支持 push ，pop ，top 操作，并能在常數(shù)時(shí)間內(nèi)檢索到最小元素的棧。

push(x) —— 將元素 x 推入棧中。

pop() —— 刪除棧頂?shù)脑亍?br />

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(shí)現(xiàn) push、pop、top(peek)，但是要獲取最小元素，一種方法是通過(guò)暴力搜索，從頭到尾遍歷整個(gè)，那么時(shí)間復(fù)雜度是 O(n)，不是在常數(shù)級(jí)獲取最小值，不符合題目的要求。

我們可以設(shè)置兩個(gè)棧，一個(gè)數(shù)據(jù)棧 datastack，用于存放需要存放的數(shù)據(jù)，一個(gè)記錄最小值的棧 sortedstack。

在這里插入圖片描述

每次 push 操作之后，保存當(dāng)前 push 元素之后數(shù)據(jù)棧中的最小值，因?yàn)閺牡谝淮?push 到之后的每次 push 操作，我們知道每次 push 的值，也很容易知道當(dāng)前的棧中的最小值。

在這里插入圖片描述

```cpp
class MinStack {
public:
    /** initialize your data structure here. */
    //創(chuàng)建兩個(gè)棧
    stack<int> datastack; //數(shù)據(jù)棧
    stack<int> sortedstack; //有序棧，棧底最大，棧頂最小，有<=棧頂?shù)脑夭舙ush
    MinStack() {
    }
    void push(int val) {
        datastack.push(val); //將值push到數(shù)據(jù)棧
        //有序棧
        //當(dāng)有序棧為空 或 值小于等于有序棧的棧頂 就push
        if(sortedstack.empty()||val<=sortedstack.top()) //sortedstack==sortedstack.empty() 錯(cuò)誤
            sortedstack.push(val);
    }
    void pop() {
        if(datastack.top()==sortedstack.top())  //數(shù)據(jù)棧的棧頂 和 有序棧的棧頂 相同， 有序棧出棧
            sortedstack.pop();
        datastack.pop();  //數(shù)據(jù)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();
 */