包含min函数的栈——21

    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)。

    首先，栈的特点是“先进后出，后进先出”，因此，对于pop和push两个操作自然都是直接放入栈顶和直接在栈顶删除元素，那么如果要找栈中的最小值min，因为要求时间复杂度为O(1)，因此肯定不能遍历栈找出最小元素，这里可以想到使用在这个栈的数据结构中使用两个栈，一个栈用来正常的存放删除数据，另一个栈就用来存放当前栈中的最小值；

    当第一次push进栈的时候，就将数据也push进min栈中，并且min栈中的栈顶元素为当前栈的最小值，当push的数据比min栈中的栈顶元素小的时候，就将push的数据也放进min栈中，当push的数据比min栈中的栈顶元素大的时候，就在再次将min栈中的栈顶元素再压进栈，因此，这样下去，min栈中栈顶元素始终为当前数据栈的最小值；而进行pop数据的时候，在pop数据栈的栈顶元素时也pop出min栈的栈顶元素，这样的话还是保证了min栈中栈顶元素为最小值，且时间复杂度为O(1)；

上述内容可画图如下：

程序设计如下：

#include <iostream>#include <stdlib.h>using namespace std;template <class T>class my_stack{public:    my_stack()//栈的默认构造函数，开始时指针为空且将容量设计为3        :_data(NULL)        ,_min(NULL)        ,_size(0)        ,_capacity(3)    {}      void my_push(T data)//push数据    {           if(_data == NULL)//当第一次放数据时        {            _data = new T[_capacity];            _min = new T[_capacity];            _data[_size] = data;            _min[_size++] = data;            return;        }             _CheckCapacity();//检查容量        _data[_size] = data;        if(data < _min[_size-1])//若果要放入的数据比栈顶元素小，直接放入，否则，再次放入栈顶元素            _min[_size] = data;        else            _min[_size] = _min[_size-1];        ++_size;    }    void my_pop()//pop数据    {        if(_data == NULL)            return;        --_size;    }    T& min()//取出最小值    {        if(_data == NULL)        {            cout<<"no data..."<<endl;            exit(0);        }        return _min[_size-1];    }    ~my_stack()//析构函数    {        if(_data != NULL)        {            delete[] _data;            delete[] _min;            _data = NULL;            _min = NULL;            _size = 0;        }    }    void print_stack()//打印栈元素    {       if(_data != NULL)        {            for(int i = 0; i < _size; ++i)            {                cout<<_data[i]<<" ";            }            cout<<endl;        }    }private:    void _CheckCapacity()//容量检查    {        if((_size+1) <= _capacity)        {            _capacity *= 2;            T *tmp_data = new T[_capacity];            T *tmp_min = new T[_capacity];            for(int i = 0; i < _size; ++i)            {                tmp_data[i] = _data[i];                tmp_min[i] = _min[i];            }            swap(_data, tmp_data);            swap(_min, tmp_min);            delete[] tmp_data;            delete[] tmp_min;        }    }private:    T *_data;    T *_min;    size_t _size;    size_t _capacity;};int main(){    my_stack<int> stack;    stack.my_push(3);    stack.my_push(5);    stack.my_push(1);    stack.my_push(2);    stack.my_push(0);    stack.my_push(6);    stack.print_stack();    cout<<"min data: "<<stack.min()<<endl;    stack.my_pop();    cout<<"min data: "<<stack.min()<<endl;    stack.my_pop();    cout<<"min data: "<<stack.min()<<endl;    stack.my_pop();    cout<<"min data: "<<stack.min()<<endl;    stack.my_pop();    cout<<"min data: "<<stack.min()<<endl;    return 0;}

运行程序：

可以看到，每pop一次数据，都能输出当前栈中的最小值，且时间复杂度都为O(1)。

《完》

本文出自 “敲完代码好睡觉zzz” 博客，请务必保留此出处http://2627lounuo.blog.51cto.com/10696599/1774066