【剑指offer】面试题21：包含min函数的栈

来源：互联网发布：mac 声音调节编辑：程序博客网时间：2024/05/16 19:14

题目描述：

定义栈的数据结构，请在该类型中实现一个能够得到栈最小元素的min函数。在该栈中，调用min,push和pop时间复杂度都是O(1)

题目解析：

要得到栈的最小值，我们可以通过一个变量，来保存整个入栈过程中的最小值。但是问题来了，如果将最小数据出栈了以后，剩下的最小值如何来保存？

一种很直接的方法，我可以另外设一个“序列”，里面的元素排序，入栈的同时，也把当前节点插入到这个序列当中。不过由于要插入，这样复杂度就不是O(1)了。换个角度考虑，我们每次在这个序列当中，每次放入节点的同时，也把当前整个栈中的最小值放入序列中，比如3,3,2,2,1……这样当我们出栈时，将最小值退出栈，响应的序列最小值也会变化。

完整代码如下：

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#define TRUE 1#define FALSE 0#define STACKINIT 50#define STACKINCREMENT 10typedef struct StackNode{    int *base;    int *top;    int stacksize;}StackNode;int PopMin(StackNode SMin,int *e);void InitStack(StackNode *S);void Push(StackNode *S,StackNode *SMin,int e);int PopStack(StackNode *S,StackNode *SMin,int *e);int main(void){    int n,flag;    char ch;    StackNode st,smin;    InitStack(&st);    InitStack(&smin);    while(scanf("%c",&ch) == 1){        switch(ch){        case 'a':            printf("push:");            scanf("%d",&n);            Push(&st,&smin,n);            break;        case 'b':            flag = PopStack(&st,&smin,&n);            if(flag)                printf("popstack:%d\n",n);            else                printf("the stack is empty!\n");            break;        case 'c':            flag = PopMin(smin,&n);            if(flag)                printf("popmin:%d\n",n);            else                printf("the stack is empty!\n");            break;        default:            printf("please input a/b/c\n");        }        while(getchar() != '\n')            ;    }    return 0;}void InitStack(StackNode *S){    S->base = (int *)malloc(STACKINIT * sizeof(int));    if(!(S->base))        exit(-1);    S->top = S->base;    S->stacksize = STACKINIT;}void Push(StackNode *S,StackNode *SMin,int e){    if(S->top - S->base >= S->stacksize){        S->base = (int *)realloc(S->base,(S->stacksize + STACKINCREMENT) * sizeof(int));        if(!(S->base))            exit(-1);        S->top = S->base + S->stacksize;        S->stacksize += STACKINCREMENT;    }    *(S->top) = e;    ++S->top;    if(SMin->top - SMin->base >= SMin->stacksize){        SMin->base = (int *)realloc(SMin->base,(SMin->stacksize + STACKINCREMENT) * sizeof(int));        if(!(SMin->base))            exit(-1);        SMin->top = SMin->base + SMin->stacksize;        SMin->stacksize += STACKINCREMENT;    }    if(*(SMin->top-1) > e)        *(SMin->top) = e;    else        *(SMin->top) = *(SMin->top - 1);    SMin->top++;}int PopStack(StackNode *S,StackNode *SMin,int *e){    if(S->top == S->base)        return FALSE;    *e = *(--S->top);    --SMin->top;    return TRUE;}int PopMin(StackNode SMin,int *e){    if(SMin.top == SMin.base)        return FALSE;    *e = *(SMin.top - 1);    return 1;}

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