设计包含min函数的栈

来源：互联网发布：酷客网络代刷网编辑：程序博客网时间：2024/05/24 03:12

前言

这是一道经常遇见的面试题。好像网易和google都曾出过此题。这道题解法也胜多。这里给出普遍的一种解法。即增加一个辅助堆栈来存储最小值。

本系列文章均系笔者所写,难免有一些错误或者纰漏，如果小伙伴们有好的建议或者更好的算法，请不吝赐教。

正文

【题目】

定义栈的数据结构，要求添加一个min函数，能够得到栈的最小元素。要求函数min、push以及pop的时间复杂度都是O(1)。

【例子】

【分析】

我第一次看到这个题目的时候，想用一个min变量保存最小的值就不OK了。再一想，如果这个最小元素被pop出去了，怎么办呢？

因此仅仅只添加一个成员变量存放最小元素（或最小元素的位置）是不够的。我们需要一个辅助栈。每次push一个新元素的时候，同时将最小元素（或最小元素的位置。考虑到栈元素的类型可能是复杂的数据结构，用最小元素的位置将能减少空间消耗）push到辅助栈中；每次pop一个元素出栈的时候，同时pop辅助栈。

【代码】

#ifndef STACK_HPP#define  STACK_SIZE 20typedef struct {   int data[STACK_SIZE];   int top;   int min;}Stack;void init( Stack *s );void push( Stack *s, int val );int pop( Stack *s );bool full( Stack *s );bool empty( Stack *s );int min( Stack *s );#endif

#include <iostream>#include <cstdio>#include <cstring>#include "stack.hpp"Stack assist;void init( Stack *s ){   s->top = -1;   s->min = -1;   assist.top = -1;}void push( Stack *s ,int val ){   if( full(s) )   {      printf("%s\n", "stack is full");      return;   }   if( (s->min == -1) || (val < s->min) )   {      s->min = val;      assist.data[++assist.top] = val;   }   s->data[++s->top] = val;}int pop( Stack *s ){   int data;   if( empty(s) )   {      printf( "%s\n", "stack is empty" );      return -1;   }   data = s->data[s->top--];   if( data == assist.data[assist.top] )   {      s->min = assist.data[--assist.top];   }   return data;}bool full( Stack *s ){   if( s->top == STACK_SIZE-1 )   {      return true;   }   return false;}bool empty( Stack *s ){   if( s->top == -1 )   {      return true;   }   return false;}int min( Stack *s ){   return s->min;}int main( int argc, char ** argv ){   Stack s;   init( &s );   push( &s, 3);   std::cout << min( &s ) << std::endl;   push( &s, 4);   std::cout << min( &s ) << std::endl;   push( &s, 2);   std::cout << min( &s ) << std::endl;   push( &s, 1);   std::cout << min( &s ) << std::endl;   pop( &s );   std::cout << min( &s ) << std::endl;   pop( &s );   std::cout << min( &s ) << std::endl;   push( &s, 0);   std::cout << min( &s ) << std::endl;   return 0;}

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