LeetCode热题100——155. 最小栈

Gerry_Liang2025-07-30 10:42

https://leetcode.cn/problems/min-stack/description/?envType=study-plan-v2&envId=top-100-liked

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

题解

难点在于如何在常数时间检索到最小元素，第一反应是存一个成员变量 min，getMin时直接返回 min, 但是有个问题，如果首先pop() 一个最小的元素，那么接下来调用 getMin该返回多少呢？

假设我们按顺序push 2,3,5,1,9 五个元素，使用 numStack 记录元素，minStack 用来记录插入元素后的最小值栈

value	numStack	minStack	备注
9	9	min( 1 , 9) = 1	前5个元素的最小值是1
1	1	min( 2 , 1) = 1	前4个元素的最小值是1
5	5	min( 2 , 5) = 2	前3个元素的最小值是2
3	3	min ( 2, 3) =2	前2个元素的最小值是2
2	2	min( Integer.MAX_VALUE , 2 ) = 2	前1个元素的最小值是2

例如 9被pop之后, getMin其实就是获取前4个元素的最小值，只需要调用 minStack.peek即可

java 复制代码

private Stack<Integer> xStack;
    private Stack<Integer> minStack;

    public MinStack() {
        xStack = new Stack<Integer>();
        minStack = new Stack<Integer>();
        minStack.push(Integer.MAX_VALUE);
    }
    
    public void push(int x) {
        xStack.push(x);
        minStack.push(Math.min(minStack.peek(), x));
    }
    
    public void pop() {
        xStack.pop();
        minStack.pop();
    }
    
    public int top() {
        return xStack.peek();
    }
    
    public int getMin() {
        return minStack.peek();
    }