【算法专题--栈】最小栈--高频面试题(图文详解,小白一看就会!!)

目录

一、前言

二、题目描述

三、解题方法

⭐解题方法--1

⭐解题方法--2

四、总结

五、共勉


一、前言

最小栈 这道题,可以说是--栈专题--,比较经典的一道题,也是在面试中频率较高的一道题目,通常在面试中,面试官可能会要求我们写出多种解法来实现这道题目,所以大家需要对这道题目非常熟悉哦!!

二、题目描述

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。

三、解题方法

⭐解题方法--1

使用两个栈一个栈用于存储数据数据栈),另一个栈用于存储数据栈对应位置向下的最小值最小栈)。

  • 其中 数据栈为:_st 最小栈为:min_st
  • 所有 要入栈的元素都要 进入 _st 栈中
  • min_st 的栈为空 或者 入栈的元素比min_st栈顶元素小或者等于的时候,才能进入 min_st
  • 删除栈顶元素时,当栈顶元素 与min_st 栈顶元素相同时,则min_st栈顶元素也删除。若元素不相同,则min_st的 栈顶元素不删除

例如: 【5,3,3,2,4,6,1

  • 5 入栈时,当前最小元素5min_st 让 5 入栈 ,此时 min_st 中元素为:【5
  • 3 入栈时,当前最小元素3min_st 让 3入栈 ,此时 min_st 中元素为:【5、3
  • 3 入栈时,当前最小元素3min_st 让 3入栈 ,此时 min_st 中元素为:【5、3、3
  • 2 入栈时,当前最小元素2min_st 让 2入栈 ,此时 min_st 中元素为:【5、3、3、2
  • 4 入栈时,当前最小元素2min_st 不让 4 入栈 ,此时 min_st 中元素为:【5、3、3、2
  • 6 入栈时,当前最小元素2min_st 不让 6 入栈 ,此时 min_st 中元素为:【5、3、3、2
  • 6 入栈时,当前最小元素1min_st 让 1 入栈 ,此时 min_st 中元素为:【5、3、3、2、1

当前 取最小的元素,就可以在 min_st 的栈顶就可取到啦!,删除也是同样的原理o!

代码:

class MinStack {
public:
    MinStack() 
    {
        // 类中 默认采用构造初始化
    }
    
    void push(int val) 
    {
        // 入栈
        _st.push(val);

        if(min_st.empty() || val<=min_st.top())
        {
            min_st.push(val);
        }
    }
    
    void pop() 
    {
        // 出栈
        if(min_st.top() == _st.top())
        {
            min_st.pop();
        }

        _st.pop();
    }
    
    int top() 
    {
        return _st.top();
    }
    
    int getMin() 
    {
        return min_st.top();
    }

    // 自定义两个栈
    stack<int> _st;    // 数据栈
    stack<int> min_st; // 最小栈 --- 辅助栈
};

⭐解题方法--2

解题方法--1中还会存在浪费空间

例如:{5,3,2,2,2,6,4,1,1,1}

用优化题解1中的方法:min_st:{5,3,2,2,2,1,1,1},出现了重复的2和1。

如果出现极端情况,出现了N个2,那么在min_st中也要存入N个2,浪费了大量的空间。

有什么方法解决这个问题吗?🧐

计数方法:和计数排序一样的原理。

例如:{5,3,2,2,2,6,4,1,1,1}

用一个结构体来记录:

struct val_count
{
	int _val;//记录最小值
	int _count://记录次数
};
  • min_st:{{5,1},{3,1},{2,3},{1,3}}------>前一个数字表示这个阶段的最小值,后面的数字表示这个阶段最小值出现的次数。
  • 直到_count减到0,才删除min_stack的栈顶元素。

    struct val_count
    {
    int _val;
    int _count;
    };
    class MinStack {
    public:
    MinStack() {}

      void push(int val) {
          st.push(val);
          if(min_stack.empty()||val<(min_stack.top()._val))
          {
             val_count temp={val,1};
             min_stack.push(temp);
          }
          else
          {
              if(val==(min_stack.top()._val))
              min_stack.top()._count++;
          }
      }
      
      void pop() {
          if(st.top()==min_stack.top()._val)
          {
              min_stack.top()._count--;
              if(min_stack.top()._count==0)
              min_stack.pop();
          }
          st.pop();
      }
      
      int top() {
          return st.top();
      }
      
      int getMin() {
          return min_stack.top()._val;
      }
    
      private:
          stack<int> st;
          stack<val_count> min_stack;
    

    };

四、总结

最后我们来总结一下本文所介绍的内容,本文讲解来一道力扣中有关最小栈的题目,这道题目是****校招笔试面试中有关链表章节非常高频的一道题目,大家下去一定要自己再画画图,分析一下,把这段代码逻辑自己实现一遍,才能更好地掌握

五、共勉

以下就是我对 最小栈 的理解,如果有不懂和发现问题的小伙伴,请在评论区说出来哦,同时我还会继续更新对 栈专题 的理解,请持续关注我哦!!!

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