【题目】实现一个特殊的栈,在实现栈的基本功能的基础上,再实现返回栈中最小元素的操作
【要求】
1.pop、push、getMin操作的时间复杂度都是O(1)
2.设计的栈类型可以使用现成的栈结构
【解答】:在设计上使用两个栈,一个栈用来保存当前栈中的元素,记为stackData;另外一个栈用于保存每一步中的最小值,记为stackMin。
/*方案1*/
public class MyStack1{
/*
public static void main(String[] args){
}
*/
private Stack<Integer> stackData;
private Stack<Integer> stackMin;
public MyStack1(){
this.stackData = new Stack<Integer>();
this.stackData = new Stack<Integer>();
}
public void push(int newNum){
this.stackData.push(newNum);
if(this.stackMin.empty()){
this.stackMin.push(newNum);
}else if(newNum <= this.getmin()){//else if(newNum <= this.stackMin.peek()){//这样子设计会存在bug。在对类的属性进行操作时,一定要先进行安全性检查
this.stackMin.push(newNum);
}
}
public int pop(){
if(this.stackData.empty()){
throw new RuntimeException("stack empty!");
}
int value = this.stackData.pop();//弹出栈顶元素
if(value == this.getmin()){
this.stackMin.pop();//stackMin也要同步弹出栈顶元素
}
return value;
}
/*
* getmin针对stackMin栈
*/
public int getmin(){
if(this.stackMin.empty()){
throw new RuntimeException("stack empty!");
}
return this.stackMin.peek();//获得栈顶元素
}
}
/*方案2*/
public class MyStack2{
/*
public static void main(String[] args){
}
*/
private Stack<Integer> stackData;
private Stack<Integer> stackMin;
public MyStack2(){
this.stackData = new Stack<Integer>();
this.stackMin = new Stack<Integer>();
}
public void push(int newNum){
this.stackData.push(newNum);
if(this.stackMin.empty() || newNum < this.getmin()){
this.stackMin.push(newNum);
}else{
this.stackMin.push(this.stackMin.peek());
}
}
public int pop(){
if(this.stackData.empty()){
throw new RuntimeException("stack empty");
}
this.stackMin.pop();//因为stackMin和stackData是同步的,所以不需要再次对stackMin进行非空性检查
return this.stackData.pop();
}
public int getmin(){
if(this.stackMin.empty()){
throw new RuntimeException("stack empty");
}
return this.stackMin.peek();
}
}
【点评】
方案1和方案2其实都是使用stackMin保存着stackData每一步的最小值。
共同点:操作的时间复杂度是O(1);空间复杂度是O(n)。
区别:方案1中stackMin稍微省了一些空间,但是弹出稍费时间。
方案2中stackMin压入时稍费空间,但是弹出操作稍省时间