LeetCode-155. 最小栈【栈 设计】

本文主要是介绍LeetCode-155. 最小栈【栈 设计】，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

题目描述：

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。

实现 MinStack 类:

MinStack() 初始化堆栈对象。
void push(int val) 将元素val推入堆栈。
void pop() 删除堆栈顶部的元素。
int top() 获取堆栈顶部的元素。
int getMin() 获取堆栈中的最小元素。

示例 1:

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：

-2³¹ <= val <= 2³¹ - 1
pop、top 和 getMin 操作总是在 非空栈 上调用
push, pop, top, and getMin最多被调用 3 * 10⁴ 次

解题思路一：一个栈同时保存当前值和栈内最小值。元组（当前元素，入栈当前元素的最小值）

题目要求在常数时间内获得栈中的最小值，因此不能在 getMin() 的时候再去计算最小值，最好应该在 push 或者 pop 的时候就已经计算好了当前栈中的最小值。

前排的众多题解中，基本都讲了「辅助栈」的概念，这是一种常见的思路，但是有没有更容易懂的方法呢？

可以用一个栈，这个栈同时保存的是每个数字 x 进栈的时候的值 与 插入该值后的栈内最小值。即每次新元素 x 入栈的时候保存一个元组：（当前值 x，栈内最小值）。

这个元组是一个整体，同时进栈和出栈。即栈顶同时有值和栈内最小值，top()函数是获取栈顶的当前值，即栈顶元组的第一个值； getMin() 函数是获取栈内最小值，即栈顶元组的第二个值；pop() 函数时删除栈顶的元组。

每次新元素入栈时，要求新的栈内最小值：比较当前新插入元素 x 和 当前栈内最小值（即栈顶元组的第二个值）的大小。

新元素入栈：当栈为空，保存元组 (x, x)；当栈不空，保存元组 (x, min(此前栈内最小值， x)))
出栈：删除栈顶的元组。

class MinStack:def __init__(self):self.stack = []def push(self, val: int) -> None:if not self.stack:self.stack.append((val, val))else:self.stack.append((val, min(val, self.stack[-1][1])))def pop(self) -> None:self.stack.pop()def top(self) -> int:return self.stack[-1][0]def getMin(self) -> int:return self.stack[-1][1]# Your MinStack object will be instantiated and called as such:
# obj = MinStack()
# obj.push(val)
# obj.pop()
# param_3 = obj.top()
# param_4 = obj.getMin()

时间复杂度：O(1)
空间复杂度：O(n)

解题思路二：0

时间复杂度：O(n)
空间复杂度：O(n)

解题思路三：0

时间复杂度：O(n)
空间复杂度：O(n)

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