《算法通关村—最大小栈问题解析》-编程知识

《算法通关村—最大小栈问题解析》

最小栈

描述

leetCode 155: 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。

实现最小栈

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。

怎么才能在常数时间内拿到最小元素，我们通过设计两个栈，一个栈存储元素，一个栈存储最小元素（这个存储的是当前元素加入进来的时候，整个栈中最小的元素，比如说）

# 储存元素的栈为stack，最小元素的栈为minStack 
push(5);
stack -> [5];
minStack -> [5];
push(6) ;
stack -> [5,6];
minStack -> [5,5]; # 这里如果插入的时候就跟当前最小栈中的元素比较，如果更小就插入，如果没有更小就插入原来最小的。

通过有这样两个栈，对原来元素的栈进行操作的时候，同时对最小栈进行操作，这样就能保证在常数时间内获得栈内最小元素了。

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实现代码

package AlgorithmForth;import java.util.Deque;
import java.util.LinkedList;/*** 最小栈*/
public class MinStack {Deque<Integer> xStack;Deque<Integer> minStack;public MinStack() {xStack = new LinkedList<>();minStack = new LinkedList<>();minStack.push(Integer.MAX_VALUE);}public void push(int x) {xStack.push(x);minStack.push(Math.min(minStack.peek(), x));}public void pop() {xStack.pop();minStack.pop();}public int top() {return xStack.peek();}public int getMin() {return minStack.peek();}public static void main(String[] args) {MinStack minStack1  = new MinStack();minStack1.push(1);minStack1.push(8);minStack1.push(2);minStack1.push(12);minStack1.push(8);System.out.println(minStack1.getMin());}
}

最大栈

LeetCode 716.设计一个最大栈数据结构，既支持栈操作，又支持查找栈中最大元素

实现MaxStack

MaxStack() 初始化栈对象 
void push(int x) 将元素 x 压入栈中。 
int pop() 移除栈顶元素并返回这个元素。 
int top() 返回栈顶元素，无需移除。 
int peekMax() 检索并返回栈中最大元素，无需移除。 
int popMax() 检索并返回栈中最大元素，并将其移除。 如果有多个最大元素，只要移除 最靠近栈顶 的那个。

最大栈的实现其实和最小栈是差不多的，都是通过两个栈来实现常数查找到最大。

直接上代码

package AlgorithmForth;import java.util.Stack;/*** 最大栈*/
public class MaxStack {Stack<Integer> stack;Stack<Integer> maxStack;public MaxStack() {stack = new Stack<>();maxStack = new Stack<>();}public void push(int x) {int max = maxStack.isEmpty() ? x : maxStack.peek();maxStack.push(max > x ? max : x);stack.push(x);}public int pop() {maxStack.pop();return stack.pop();}public int top() {return stack.peek();}public int peekMax() {return maxStack.peek();}public int popMax() {int max = peekMax();Stack<Integer> buffer = new Stack<>();while (top() != max) buffer.push(pop());pop();while (!buffer.isEmpty()) push(buffer.pop());return max;}public static void main(String[] args) {MaxStack maxStack1 = new MaxStack();maxStack1.push(1);maxStack1.push(8);maxStack1.push(2);maxStack1.push(12);maxStack1.push(8);System.out.println(maxStack1.peekMax());}
}