155. 最小栈(简单)

1，问题描述

155. 最小栈

难度：中等

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

2，初步思考

​ 2种解决思路：

1️⃣ 额外空间使用一个最小栈，用于辅助常数时间复杂度查询最小值

2️⃣ 使用Pair作为存储载体，同时存储当前值和当前最小值

3，代码处理

import support.Pair;

import java.util.ArrayDeque;
import java.util.Deque;

public class _155最小栈 {
}

// 使用辅助栈
class MinStack_v2 {

    Deque<Integer> dataStack = new ArrayDeque<>();
    Deque<Integer> minStack = new ArrayDeque<>();

    public MinStack_v2() {
    }

    public void push(int val) {
        dataStack.push(val);
        if (minStack.isEmpty() || val <= minStack.peek()) {
            minStack.push(val);
        }
    }

    public void pop() {
        Integer val = dataStack.pop();
        if (val <= minStack.peek()) {
            minStack.pop();
        }
    }

    public int top() {
        return dataStack.peek();
    }

    public int getMin() {
        return minStack.peek();
    }
}


// 使用Pair数据结构
class MinStack_v1 {

    Deque<Pair<Integer, Integer>> stack = new ArrayDeque<>();

    public MinStack_v1() {
    }

    public void push(int val) {
        if (stack.isEmpty()) {
            stack.push(new Pair(val, val));
        } else {
            int min = Math.min(val, stack.peek().getValue());
            stack.push(new Pair(val, min));
        }
    }

    public void pop() {
        stack.pop();
    }

    public int top() {
        return stack.peek().getKey();
    }

    public int getMin() {
        return stack.peek().getValue();
    }
}

/**
 * 5,3,1,1,6,1
 * 5,3,1,1,1,1
 */