30 包含Min函数的栈

题目

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)。

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C++ 题解

把每次的最小元素（之前的最小元素和新压入栈的元素两者的较小值）都保存起来放到另外一个辅助栈里。下图展示了栈内压入3、4、2、1之后接连两次弹出栈顶数字再压入0时，数据栈、辅助栈和最小值的状态。

从表中我们可以看出，如果每次都把最小元素压入辅助栈，那么就能保证辅助栈的栈顶一直都是最小元素。

template <typename T> class StackWithMin
{
public:
	StackWithMin() {}
	virtual ~StackWithMin() {}

	T& top();
	const T& top() const;

	void push(const T& value);
	void pop();

	const T& min() const;

	bool empty() const;
	size_t size() const;

private:
	std::stack<T>   m_data;     // 数据栈，存放栈的所有元素
	std::stack<T>   m_min;      // 辅助栈，存放栈的最小元素
};

template <typename T> void StackWithMin<T>::push(const T& value)
{
	// 把新元素添加到辅助栈
	m_data.push(value);

	// 当新元素比之前的最小元素小时，把新元素插入辅助栈里；
	// 否则把之前的最小元素重复插入辅助栈里
	if (m_min.size() == 0 || value < m_min.top())
		m_min.push(value);
	else
		m_min.push(m_min.top());
}

template <typename T> void StackWithMin<T>::pop()
{
	assert(m_data.size() > 0 && m_min.size() > 0);

	m_data.pop();
	m_min.pop();
}


template <typename T> const T& StackWithMin<T>::min() const
{
	assert(m_data.size() > 0 && m_min.size() > 0);

	return m_min.top();
}

template <typename T> T& StackWithMin<T>::top()
{
	return m_data.top();
}

template <typename T> const T& StackWithMin<T>::top() const
{
	return m_data.top();
}

template <typename T> bool StackWithMin<T>::empty() const
{
	return m_data.empty();
}

template <typename T> size_t StackWithMin<T>::size() const
{
	return m_data.size();
}

python 题解

class MinStack(object):
    datalist = []
    minlist = []
    
    def __init__(self):
        """
        initialize your data structure here.
        """
        

    def push(self, x):
        """
        :type x: int
        :rtype: void
        """
        self.datalist.append(x)
        
        if len(self.minlist) <= 0 or self.minlist[-1] > x:
            self.minlist.append(x)
        else:
            self.minlist.append(self.minlist[-1])
        

    def pop(self):
        """
        :rtype: void
        """
        if len(self.datalist) <= 0 or len(self.minlist) <= 0:
            return
        self.datalist.pop()
        self.minlist.pop()
 
    def top(self):
        """
        :rtype: int
        """
        return self.datalist[-1]
        

    def getMin(self):
        """
        :rtype: int
        """
        return self.minlist[-1]

注意：

• python中list没有函数top()。