最小棧

實現一個最小棧，一步一步優化，從額外空間O(N) 到O(1) 。面試官看重代碼邏輯。push,pop,top,getMin都是O(1)時間。

1 用一個最小棧來存儲最小值

1.1要點：

• 2個棧，data用來存儲數據，minValue用來存儲最小值。

• push時，data直接push數據；minValue直接放入當前最小的值。（對于minValue有一個優化，當push的數據比當前最小值大的時候，我們可以不對minValue進行最小值的插入；如果小于或者等于最小值，就需要把最新的最小值push入棧minValue。

• pop時，data直接pop出數據；同時，更新minValue，更新的策略是與push中的優化對應的策略——pop出的數，如果==當前的最小值，就需要把minValue進行pop一次。

• getMin：直接返回棧minValue 的 top元素即可。

• top: 直接返回棧data的top元素即可。

1.2 復雜度和代碼

額外空間消耗O(N)，如何優化到O(1).

public?class?MinStack1?{????private?Stack<Integer>?data?=?new?Stack<Integer>();????private?Stack<Integer>?minValue?=?new?Stack<Integer>();????public?void?push(int?x)?{data.push(x);????????if?(minValue.isEmpty()?||?x?<=?minValue.peek())minValue.push(x);}????public?void?pop()?{????????int?value?=?data.pop();????????if?(value?==?minValue.peek())minValue.pop();}????public?int?top()?{????????return?data.peek();}????public?int?getMin()?{????????return?minValue.peek();} }

2 優化空間復雜度到O(1)

如何只用一個棧實現最小棧的實現？

• 棧不能夠只存儲原始數據，應該存儲差值。

• 用一個變量來計算棧的最小值

• 用簡單的示例來探索思路。

2.1 圖

入棧順序：2,1,3,4,-2,0,-2
diff棧的計算 =?data - min

出棧的data最小值
diff棧最小值min

2	2		0	2
1	1		-1	1
3	1		2	1
4	1		3	1
-2	-2		-3	-2
0	-2		2	-2
-2	-2		0	-2

top?: 如何根據diff棧來恢復棧頂top的元素？
push?: 如何更新min最小值？
pop?: 如何維護min的最小值？

2.2 代碼

注意：第一次入棧diff的特殊處理。

public?class?MinStack3?{????private?Stack<Integer>?diff?=?new?Stack<Integer>();????private?int?minValue;????public?void?push(int?x)?{????????if?(diff.isEmpty())?{minValue?=?x;diff.push(0);}?else?{????????????int?compare?=?x?-?minValue;diff.push(compare);minValue?=?compare?<?0???x?:?minValue;}}????public?void?pop()?{????????int?top?=?diff.peek();minValue?=?top?<?0???(minValue?-?top)?:?minValue;diff.pop();}????public?int?top()?{????????int?top?=?diff.peek();????????return?top?>?0???top?+?minValue?:?minValue;}????public?int?getMin()?{????????return?minValue;} }

新航道雅思

轉載于:https://blog.51cto.com/zhangtaoze/1912834

總結

以上是生活随笔為你收集整理的最小栈的实现与优化的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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