LeetCode 155. Min Stack [Easy] [C++] 解題筆記

Design a stack that supports push, pop, top, and retrieving the minimum element in constant time.

Implement the MinStack class:

• MinStack() initializes the stack object.
• void push(val) pushes the element val onto the stack.
• void pop() removes the element on the top of the stack.
• int top() gets the top element of the stack.
• int getMin() retrieves the minimum element in the stack.

 

Example 1:

Input
["MinStack","push","push","push","getMin","pop","top","getMin"]
[[],[-2],[0],[-3],[],[],[],[]]

Output
[null,null,null,null,-3,null,0,-2]

Explanation
MinStack minStack = new MinStack();
minStack.push(-2);
minStack.push(0);
minStack.push(-3);
minStack.getMin(); // return -3
minStack.pop();
minStack.top();    // return 0 

minStack.getMin(); // return -2

想法: 

        這題要我們設計一個支援 push(), pop(), top(), getMin() 等操作的 stack 且各項操作的時間複雜度接須是 O(1) time。

push(), pop(), top() 實作都非常簡單利用 vector 或是 STL 內建的 stack 都可以輕鬆達成 O(1) 的要求，比較需要技巧的是 getMin()，如果說暴力搜索的話需要 O(n)，因此需要用額外的一個 stack s_min 來儲存當前的最大值，跟主要存放資料的 stack s 不一樣，s_min 只有在當前 push 進來的值大於 s_min.top() 時才會真的 push，pop也是一樣只有當前 s.top() 剛好是目前最大值時才會真的pop，這樣利用兩個 stack 就可以同時紀錄資料與追蹤最大值。

完整程式碼:

/* two stack solution

 * clever!!

 */

class MinStack {

public:

    // normal stack

    stack<int> s;

    // record minimum value only

    stack<int> s_min;

    /** initialize your data structure here. */

    MinStack() {

        

    }

    

    void push(int x) {

        if (s_min.empty() || x <= this->getMin()) {

            s_min.push(x);

        }

        s.push(x);

    }

    

    void pop() {

        if (this->top() == this->getMin()) {

            s_min.pop();

        }

        s.pop();

    }

    

    int top() {

        return s.top();

    }

    

    int getMin() {

        return s_min.top();

    }

};