【数据结构与算法 | 栈篇】力扣155

Mephisto.java2024-05-31 22:08

1. 力扣155 : 最小栈

(1). 题

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:

复制代码

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). 思路1

使用了双端队列和动态数组ArrayList. 每次队列push一个元素，也将该元素add进数组中. 利用Collections工具类的静态方法来求解栈中最小的元素.

(3). 解1

java 复制代码

class MinStack {
    Deque<Integer> deque;
    List<Integer> list;
    public MinStack() {
        deque = new LinkedList<>();
        list = new ArrayList<>();
    }
    
    public void push(int val) {
        deque.push(val);
        list.add(val);
    }
    
    public void pop() {
        int val = deque.pop();
        list.remove(Integer.valueOf(val));
    }
    
    public int top() {
        return deque.peek();
    }
    
    public int getMin() {
        return Collections.min(list);
    }
}

/**
 * Your MinStack object will be instantiated and called as such:
 * MinStack obj = new MinStack();
 * obj.push(val);
 * obj.pop();
 * int param_3 = obj.top();
 * int param_4 = obj.getMin();
 */

(4). 思路2

使用双端队列和优先队列来解决. 比较好的一点是优先队列每次将优先级最高的元素出列.在该题中即每次将队列中最小的元素出列.当pop元素时，即从优先级队列中将该元素移除remove出去.

(5). 解2

java 复制代码

class MinStack {
    Deque<Integer> deque;
    PriorityQueue<Integer> pq;
    public MinStack() {
        deque = new LinkedList<>();
        pq = new PriorityQueue<>();
    }
    
    public void push(int val) {
        deque.push(val);
        pq.offer(val);
    }
    
    public void pop() {
        int val = deque.pop();
        pq.remove(val);
    }
    
    public int top() {
        return deque.peek();
    }
    
    public int getMin() {
        int val = pq.poll();
        pq.offer(val);
        return val;
    }
}