【每日算法】包含 min 的栈

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题目

剑指 Offer 30. 包含min函数的栈 - 力扣(LeetCode)

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.

分析

首先根据题目要求,分析需要实现的功能点

  • 实现一个栈的数据结构

    实现的类需要具备先进先出的特点

  • 包含push,pop,min,top数据操作

    具备添加,删除,取最小值,取栈顶值等方法

  • 时间复杂度为O(1)

    通常要求时间复杂度低的实现都需要用到空间换时间的方法

思路

  • 首先如何实现一个栈的数据结构

    javascript 中,数组自带push 和 pop方法可以模拟一个栈的数据结构

    那么考虑定义一个 x_stack 数组来存放数据

  • 完成push,pop,min,top数据操作

    这里开始就需要注意了,这些操作需要结合第三点来思考,数组中的push与pop本身满足O(1)复杂度,可以直接拿来用,但min操作需要知道栈中的所有值才能确定出来,为了达到O(1)的复杂度,我们就需要借助辅助数组来记录不同栈状态下的最小值是多少,我们可以记为min_stack

  • 接下来就是方法实现的一些细节了

    • push 在添加新元素的时候,需要注意更新最小值,可以从最小值数组中取出当前最小值做对比,如果小于当前最小值,就把新元素添加到最小值数组中,反之,则把之前的最小值添加到最小值数组中
    • pop 删除操作比较简单,同步使用 pop 方法删除 x_statck 和 min_stack 的顶端元素即可
    • top 直接获取数组的长度,取最后一个元素即是栈的顶部元素
    • min 直接获取最小值数组的长度,取最后一个元素即是当前栈中的最小值

实现

class MinStack {
    x_stack: number[]
    min_stack: number[]
​
    constructor() {
        this.x_stack = []
        this.min_stack = []
    }
​
    push(x: number): void {
        this.x_stack.push(x)
        if (this.x_stack.length === 1) {
            this.min_stack.push(x)
        } else {
            const min = this.min_stack[this.min_stack.length - 1]
            if (min > x) {
                this.min_stack.push(x)
            } else {
                this.min_stack.push(min)
            }
        }        
    }
​
    pop(): void {
        this.x_stack.pop()
        this.min_stack.pop()
    }
​
    top(): number {
        return this.x_stack[this.x_stack.length - 1]
    }
​
    min(): number {
        return this.min_stack[this.min_stack.length - 1]
    }
}
​
/**
 * Your MinStack object will be instantiated and called as such:
 * var obj = new MinStack()
 * obj.push(x)
 * obj.pop()
 * var param_3 = obj.top()
 * var param_4 = obj.min()
 */