[剑指offer][JAVA]面试题第[30]题[包含min函数的栈][双栈辅助栈][单栈]

【问题描述】[中等]

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)。示例:MinStack minStack = new MinStack();
minStack.push(-2);
minStack.push(0);
minStack.push(-3);
minStack.min();   --> 返回 -3.
minStack.pop();
minStack.top();      --> 返回 0.
minStack.min();   --> 返回 -2.

【解答思路】

1. 单栈

时间复杂度：O(N^2) 空间复杂度：O(1)

class MinStack {private LinkedList<Integer> data;private int min;/** initialize your data structure here. */public MinStack() {data = new LinkedList<Integer>();min = Integer.MAX_VALUE;}public void push(int x) {if(x <= min){data.add(min);min = x;}data.add(x);}public void pop() {if(data.pollLast() == min){//flush the minmin = data.pollLast();}}public int top() {return data.peekLast();}public int min() {return min;}
}/*** Your MinStack object will be instantiated and called as such:* MinStack obj = new MinStack();* obj.push(x);* obj.pop();* int param_3 = obj.top();* int param_4 = obj.min();*/

Stack

class MinStack {private Stack<Integer> stack;private int min;/** initialize your data structure here. */public MinStack() {stack = new Stack<>();min = Integer.MAX_VALUE;}public void push(int x) {if(x <= min ){//注意：这里要使用<=号stack.push(min);//在每一个min入栈之前将它前一个min入栈min = x;}stack.push(x);}public void pop() {if(stack.pop() == min){//如果取出来的是当前min，就将压在它低下的前一个min出栈min = stack.pop();}}public int top() {return stack.peek();}public int min() {return min;}
}

2. 双栈（辅助栈）

时间复杂度：O(1) 空间复杂度：O(N)

class MinStack {Stack<Integer> stack;Stack<Integer> minStack;/** initialize your data structure here. */public MinStack() {stack = new Stack<>();minStack = new Stack<>();minStack.push(Integer.MAX_VALUE);}public void push(int x) {stack.push(x);if(x <= minStack.peek()){minStack.push(x);}}public void pop() {int min = minStack.peek();if(stack.peek() == min){minStack.pop();}stack.pop();}public int top() {return stack.peek();}public int min() {return minStack.peek();}
}/*** Your MinStack object will be instantiated and called as such:* MinStack obj = new MinStack();* obj.push(x);* obj.pop();* int param_3 = obj.top();* int param_4 = obj.min();*/

class MinStack {Stack<Integer> A, B;public MinStack() {A = new Stack<>();B = new Stack<>();}public void push(int x) {A.add(x);if(B.empty() || B.peek() >= x)B.add(x);}public void pop() {if(A.pop().equals(B.peek()))B.pop();}public int top() {return A.peek();}public int min() {return B.peek();}
}

【总结】

1.Stack 的常用方法：

push( num) 入栈
pop() 栈顶元素出栈
empty() 判定栈是否为空
peek() 获取栈顶元素
search(num) 判端元素num是否在栈中，如果在返回1，不在返回-1。    注意pop()和peek()的区别。pop()会弹出栈顶元素并返回栈顶的值，peek()只是获取栈顶的值，但是并不会把元素从栈顶弹出来

2.Queue

Queue是在两端出入的List，所以也可以用数组或链表来实现。

add 增加一个元索如果队列已满，则抛出一个IIIegaISlabEepeplian异常
remove 移除并返回队列头部的元素如果队列为空，则抛出一个NoSuchElementException异常
element 返回队列头部的元素如果队列为空，则抛出一个NoSuchElementException异常
offer 添加一个元素并返回true 如果队列已满，则返回false
poll 移除并返问队列头部的元素如果队列为空，则返回null
peek 返回队列头部的元素如果队列为空，则返回null
put 添加一个元素如果队列满，则阻塞
take 移除并返回队列头部的元素如果队列为空，则阻塞

注意

remove、element、offer 、poll、peek 其实是属于Queue接口。
add remove element操作在队满或者队空的时候会报异常。
offer poll peek 在队满或者队空的时候不会报异常。
put take操作属于阻塞操作。队满队空均会阻塞。

3.LinkedList

以双向链表实现的LinkedList既是List，也是Queue。
它是唯一一个允许放入null的Queue。

4. 单栈双栈思想均要掌握面试算法常考题

参考链接：https://leetcode-cn.com/problems/bao-han-minhan-shu-de-zhan-lcof/solution/mian-shi-ti-30-bao-han-minhan-shu-de-zhan-fu-zhu-z/

参考链接：https://leetcode-cn.com/problems/bao-han-minhan-shu-de-zhan-lcof/solution/java-jian-ji-wu-fu-zhu-zhan-by-rabbitzhao/

参考链接：https://leetcode-cn.com/problems/bao-han-minhan-shu-de-zhan-lcof/solution/shuang-zhan-wei-hu-jie-fa-ji-linkedlistjie-fa-by-c/

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【问题描述】[中等]

【解答思路】

1. 单栈

2. 双栈（辅助栈）

【总结】

1.Stack 的常用方法：

2.Queue

注意

3.LinkedList

4. 单栈双栈思想均要掌握面试算法常考题

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