设计一个支持 push
,pop
,top
操作,并能在常数时间内检索到最小元素的栈。
实现 MinStack
类:
MinStack()
初始化堆栈对象。void push(int val)
将元素val推入堆栈。void pop()
删除堆栈顶部的元素。int top()
获取堆栈顶部的元素。int getMin()
获取堆栈中的最小元素。
示例 1:
输入: ["MinStack","push","push","push","getMin","pop","top","getMin"] [[],[-2],[0],[-3],[],[],[],[]]输出: [null,null,null,null,-3,null,0,-2]解释: 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.
提示:
-231 <= val <= 231 - 1
pop
、top
和getMin
操作总是在 非空栈 上调用push
,pop
,top
, andgetMin
最多被调用3 * 104
次
1. 分析
题目要求实现 MinStack
类,且在常数时间内检索到最小元素的栈。关键是如何实现常数时间内检索,如果用普通的min()函数对于栈内所有元素排序的话时间复杂度是nlongn(内置快排实现)。我们可以尝试往栈里面存一个列表,列表里面存元组,然后依次更新最小值和入栈元素,本质还是用到了空间换时间的方法。
2. 实现思路
栈用python实现就较易,先把栈stack=[]定义成一个列表List,在python中,stack.pop()就是移除列表的最后一个元素,类似出栈操作。有元素入栈的时候我们往列表里面存一个元组(x,最小值),每次存的时候就会更新这个最小值,但是原来的值也也还是,相当于数组是不断的增加元素,就算删除一个元素之前的最小值依然存在。如图
我们先push(4),由于是空栈添加元素,需要特殊处理,stack.append((x,x),因为空栈时入栈,入栈元素即为最小值,若非空栈是元素入栈,则往列表里面添加(当前值和,与上一个最小值的最小值),这样可以防止在pop()后之前得到到元素依然是最小值。
3. 代码如下
class MinStack(object):def __init__(self):self.stack=[]def push(self, x):if not self.stack:self.stack.append((x,x))#第一个x存栈的元素,第二个存此时的最小值else:self.stack.append((x,min(x,self.stack[-1][1])))def pop(self):self.stack.pop()def top(self):return self.stack[-1][0]def getMin(self):return self.stack[-1][1]obj = MinStack()
obj.push(4)
print(obj.stack)
obj.push(3)
print(obj.stack)
obj.push(5)
print(obj.stack)
obj.push(1)
print(obj.stack)
obj.pop()
print(obj.stack)
obj.pop()
print(obj.stack)
print(obj.getMin())
# param_3 = obj.top()
# param_4 = obj.getMin()
stack[-1]是取出stack的最后一个元素