最小栈

// 最小栈
// 测试链接 : https://leetcode.cn/problems/min-stack/
public class GetMinStack {

	// 提交时把类名、构造方法改成MinStack
	class MinStack1 {
		public Stack<Integer> data;
		public Stack<Integer> min;

		public MinStack1() {
			data = new Stack<Integer>();
			min = new Stack<Integer>();
		}

		public void push(int val) {
			data.push(val);
			if (min.isEmpty() || val <= min.peek()) {
				min.push(val);
			} else { // !min.isEmpty() && val > min.peek()
				min.push(min.peek());
			}
		}

		public void pop() {
			data.pop();
			min.pop();
		}

		public int top() {
			return data.peek();
		}

		public int getMin() {
			return min.peek();
		}
	}

	// 提交时把类名、构造方法改成MinStack
	class MinStack2 {
		// leetcode的数据在测试时，同时在栈里的数据不超过这个值
		// 这是几次提交实验出来的，哈哈
		// 如果leetcode补测试数据了，超过这个量导致出错，就调大
		public final int MAXN = 8001;

		public int[] data;
		public int[] min;
		int size;

		public MinStack2() {
			data = new int[MAXN];
			min = new int[MAXN];
			size = 0;
		}

		public void push(int val) {
			data[size] = val;
			if (size == 0 || val <= min[size - 1]) {
				min[size] = val;
			} else {
				min[size] = min[size - 1];
			}
			size++;
		}

		public void pop() {
			size--;
		}

		public int top() {
			return data[size - 1];
		}

		public int getMin() {
			return min[size - 1];
		}
	}

}

栈的入门题目-最小栈

这段代码实现了两个版本的 最小栈（Min Stack），分别基于：

• Stack<Integer> 标准库：MinStack1
• 数组模拟栈：MinStack2

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🚀 一、最小栈核心思想

目标：
在常数时间 O(1) 内实现：

• push(x)：压入栈

• pop()：弹出栈

• top()：获取栈顶

• getMin()：获取当前栈内最小值

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🧩 二、MinStack1 — 利用双栈实现

Stack<Integer> data; // 正常数据栈
Stack<Integer> min;  // 同步最小值栈

每当压入一个元素 val：

• data.push(val) 正常入栈

• min.push(当前最小值)：

  • 如果是更小值：直接压入

  • 否则重复前一个 min.peek()，确保同步

✅ 特点

• 时间复杂度： 全部操作 O(1)

• 空间复杂度： 每个元素都在 min 中保留一份，占用 2N

💡 示例：

入栈序列：[3, 5, 2, 1]

操作	data 栈	min 栈
push(3)	3	3
push(5)	3 5	3 3
push(2)	3 5 2	3 3 2
push(1)	3 5 2 1	3 3 2 1

pop() 后两个栈同时弹出，min 始终保持同步。

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🧠 三、MinStack2 — 数组实现（高性能版本）

int[] data = new int[MAXN];
int[] min = new int[MAXN];
int size;

✅ 优点

• 所有操作仍然是 O(1)

• 避免了栈对象创建（比 new Stack<> 更节省 GC 和对象开销）

• 适合性能敏感场景，例如 LeetCode 提交刷题

⚠️ 注意

• MAXN = 8001 是根据实测数据设定的，不可泛用。

• 如果栈中元素数超过 MAXN，你需要手动扩容或者使用动态结构（如 ArrayList 或手动扩展数组）。

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✅ 对比总结

特性	MinStack1（双栈）	MinStack2（数组）
时间复杂度	O(1)	O(1)
空间复杂度	O(n)	O(n)（固定大小）
简洁性	⭐⭐⭐⭐	⭐⭐⭐
性能	⭐⭐⭐	⭐⭐⭐⭐⭐
可扩展性	⭐⭐⭐⭐	⭐
实战推荐	刷题可用	面试更佳（手写）

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🌟 思维延伸

如果你希望再进阶一点，可以尝试以下变种题：

1. 设计一个支持获取最小值/最大值的队列

2. 在 O(1) 空间下实现 MinStack（不允许用额外空间，只允许修改栈结构）

3. MinStack 的优化版本，只存最小值变化时再 push（节省空间）

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🧪 LeetCode 对应题目

• LeetCode 155：Min Stack

• 类似题：LC 716、LC 225、LC 232 等涉及栈的经典模拟题

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