LeetCode - 155. 最小栈 Swift & Java

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。

push(x) —— 将元素 x 推入栈中。
pop() —— 删除栈顶的元素。
top() —— 获取栈顶元素。
getMin() —— 检索栈中的最小元素。

示例:

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:

pop、top 和 getMin 操作总是在 非空栈 上调用。

来源:力扣(LeetCode)
链接:https://leetcode-cn.com/problems/min-stack
著作权归领扣网络所有。商业转载请联系官方授权,非商业转载请注明出处。

算法
Java

/**
 * 利用辅助栈(minStack)保存栈中最小元素
 * 辅助栈的数据与原始的栈数据保持同步
 * 时间复杂度O(1)
 * 空间复杂度O(n)
*/
class MinStack {

    private Stack<Integer> stack;
    private Stack<Integer> minStack;

    /** initialize your data structure here. */
    public MinStack() {
        stack = new Stack<>();
        // 存储最小值的辅助栈
        minStack = new Stack<>();
    }
    
    public void push(int x) {
        if(minStack.isEmpty()){
            minStack.push(x);
        } else {
// 判断要入栈的数据和最小辅助栈的栈顶数据大小,取小的数据放入最小辅助栈中
             if(x <= minStack.peek()){
                minStack.push(x);
            } else {
                minStack.push(minStack.peek());
            }
        }
        stack.push(x);
    }
    
    public void pop() {
        if(!stack.isEmpty()){
            stack.pop();
            minStack.pop();
        }
    }
    
    public int top() {
        return stack.peek();
    }
    
    public int getMin() {
        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.getMin();
 */
/**
 上一步基础上优化最小辅助栈存储的元素
入栈时,如果最新入栈的数据 大于 最小栈的栈顶元素,则此元素不入最小栈
出栈时,如果原始栈的栈顶数据 等于 最小栈的栈顶元素,则全部出栈,否则只有原始栈出栈
*/
class MinStack {

    private Stack<Integer> stack;
    private Stack<Integer> minStack;

    /** initialize your data structure here. */
    public MinStack() {
        stack = new Stack<>();
        minStack = new Stack<>();
    }
    
    public void push(final int x) {
        if(minStack.isEmpty()){
            minStack.push(x);
        } else {
            // 判断要入栈的数据和最小辅助栈的栈顶数据大小,取小的数据放入最小辅助栈中
            if(x <= minStack.peek()){
                minStack.push(x);
            }
        }
        stack.push(x);
    }
    
    public void pop() {
        if(!stack.isEmpty()){
            int pop = stack.pop();
            // 辅助栈的栈顶元素 等于 原始数据栈的栈顶元素
            if (minStack.peek() == pop) {
                minStack.pop();
            }
        }
    }
    
    public int top() {
        return stack.peek();
    }
    
    public int getMin() {
        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.getMin();
 */
/**
利用链表
*/
class MinStack {
    private Node head;

    /** initialize your data structure here. */
    public MinStack() {
    }

    public void push(final int x) {
        if (head == null){
            head = new Node(x, x, null);
        } else {
            head = new Node(x, Math.min(x, head.min), head);
        }
    }
    
    public void pop() {
        head = head.prior;
    }
    
    public int top(){
        return head.value;
    }
    
    public int getMin(){
        return head.min;
    }

    private class Node{
        int value;
        int min;
        Node prior;
        private Node(int value, int min, Node prior) {
            this.value = value;
            this.min = min;
            this.prior = prior;
        }
    }
   
}

/**
 * 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.getMin();
 */

swift

// 辅助栈
class MinStack {

    var stack: [Int]
    var minStack: [Int]
    
    
    /** initialize your data structure here. */
    init() {
        stack = [Int]()
        minStack = [Int]()
    }
    
    func push(_ x: Int) {
        stack.append(x)
        if minStack.isEmpty {
            minStack.append(x)
        } else {
            minStack.append(min(x, minStack.last!))
        }
    }
    
    func pop() {
        if !stack.isEmpty {
            stack.popLast()
            minStack.popLast()
        }
    }
    
    func top() -> Int {
        if stack.isEmpty {
            return -1
        }
        return stack.last!
    }
    
    func getMin() -> Int {
        if minStack.isEmpty {
            return -1
        }
        return minStack.last!
    }
}

/**
 * Your MinStack object will be instantiated and called as such:
 * let obj = MinStack()
 * obj.push(x)
 * obj.pop()
 * let ret_3: Int = obj.top()
 * let ret_4: Int = obj.getMin()
 */

// 辅助节点
class MinStack {

    var head: Node? = nil
    
    
    /** initialize your data structure here. */
    init() {
    }
    
    func push(_ x: Int) {
        if head == nil {
            head = Node(value: x, minValue: x, prior: nil)
        } else {
            head = Node(value: x, minValue: min(x, head!.minValue), prior: head!)
        }
        
    }
    
    func pop() {
        head = head?.prior
    }
    
    func top() -> Int {
        return head!.value
    }
    
    func getMin() -> Int {
        return head!.minValue
    }
}

class Node {
    var value: Int = 0
    var minValue: Int = Int.max
    var prior: Node? = nil
    
    init(value: Int, minValue: Int, prior: Node?) {
        self.value = value
        self.minValue = minValue
        self.prior = prior
    }
}

/**
 * Your MinStack object will be instantiated and called as such:
 * let obj = MinStack()
 * obj.push(x)
 * obj.pop()
 * let ret_3: Int = obj.top()
 * let ret_4: Int = obj.getMin()
 */


GitHub:https://github.com/huxq-coder/LeetCode

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