这是我参与11月更文挑战的第13天，活动详情查看：2021最后一次更文挑战

包含min函数的栈

定义栈的数据结构，请在该类型中实现一个能够得到栈的最小元素的 min 函数在该栈中，调用 min、push 及 pop 的时间复杂度都是 O(1)。

 

示例:

MinStack minStack = new MinStack();

minStack.push(-2);

minStack.push(0);

minStack.push(-3);

minStack.min(); --> 返回 -3.

minStack.pop();

minStack.top(); --> 返回 0.

minStack.min(); --> 返回 -2.  

提示：

各函数的调用总次数不超过 20000 次

题解

方法一：辅助栈——Java

普通栈的 push() 和 pop() 函数的复杂度为 O(1) ；而获取栈最小值 min() 函数需要遍历整个栈，复杂度为 O(N) 。

本题难点： 将 min() 函数复杂度降为 O(1) ，可通过建立辅助栈实现； 数据栈 A ： 栈 A 用于存储所有元素，保证入栈 push() 函数、出栈 pop() 函数、获取栈顶 top() 函数的正常逻辑。 辅助栈 B ： 栈 B 中存储栈 A 中所有 非严格降序 的元素，则栈 A 中的最小元素始终对应栈 B 的栈顶元素，即 min() 函数只需返回栈 B 的栈顶元素即可。 因此，只需设法维护好 栈 B 的元素，使其保持非严格降序，即可实现 min() 函数的 O(1)复杂度。

class MinStack {
    LinkedList<Integer> stack1;
    LinkedList<Integer> stack2;

    /** initialize your data structure here. */
    public MinStack() {
        stack1 = new LinkedList<>();
        stack2 = new LinkedList<>();
    }
    
    public void push(int x) {
        if (stack2.isEmpty() || stack2.peek() >= x) {
                stack2.push(x);
        }
        stack1.push(x);
    }
    
    public void pop() {
        if (stack1.peek().equals(stack2.peek())) {
            stack2.pop();
        }
        stack1.pop();
    }
    
    public int top() {
        return stack1.peek();
    }
    
    public int min() {
        return stack2.peek();
    }
}

时间复杂度：O（1）

空间复杂度：O（N）

方法一：辅助栈——Go

type MinStack struct {
    stack []int
    minStack []int
}

func Constructor() MinStack {
    return MinStack{
        stack: []int{},
        minStack: []int{math.MaxInt64},
    }
}

func (this *MinStack) Push(x int)  {
    this.stack = append(this.stack, x)
    top := this.minStack[len(this.minStack)-1]
    this.minStack = append(this.minStack, min(x, top))
}

func (this *MinStack) Pop()  {
    this.stack = this.stack[:len(this.stack)-1]
    this.minStack = this.minStack[:len(this.minStack)-1]
}

func (this *MinStack) Top() int {
    return this.stack[len(this.stack)-1]
}

func (this *MinStack) min() int {
    return this.minStack[len(this.minStack)-1]
}

func min(x, y int) int {
    if x < y {
        return x
    }
    return y
}