LC 155. 最小栈

题目描述

这是 LeetCode 上的 155. 最小栈 ，难度为 简单。

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。

• push(x) —— 将元素 x 推入栈中。
• pop() —— 删除栈顶的元素。
• top() —— 获取栈顶元素。
• getMin() —— 检索栈中的最小元素。

示例:

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：

• pop、top 和 getMin 操作总是在非空栈上调用。

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双栈

为了快速找到栈中最小的元素，我们可以使用一个辅助栈 help。

通过控制 help 的压栈逻辑来实现：help 栈顶中始终存放着栈内元素的最小值。

Java 代码：

class MinStack {
    Deque<Integer> data = new ArrayDeque<>();
    Deque<Integer> help = new ArrayDeque<>();
    public void push(int val) {
        data.addLast(val);
        if (help.isEmpty() || help.peekLast() >= val) help.addLast(val);    
        else help.addLast(help.peekLast());
    }
    public void pop() {
        data.pollLast();
        help.pollLast();
    }
    public int top() {
        return data.peekLast();
    }
    public int getMin() {
        return help.peekLast();
    }
}

C++ 代码：

class MinStack {
public:
    stack<int> data;
    deque<int> help;
    void push(int val) {
        data.push(val);
        if (help.empty() || help.back() >= val) help.push_back(val);
        else help.push_back(help.back());
    }
    void pop() {
        data.pop();
        help.pop_back();
    }
    int top() {
        return data.top();
    }
    int getMin() {
        return help.back();
    }
};

Python 代码：

class MinStack:
    def __init__(self):
        self.data = []
        self.help = []

    def push(self, val: int) -> None:
        self.data.append(val)
        if not self.help or self.help[-1] >= val:
            self.help.append(val)
        else:
            self.help.append(self.help[-1])

    def pop(self) -> None:
        self.data.pop()
        self.help.pop()

    def top(self) -> int:
        return self.data[-1]

    def getMin(self) -> int:
        return self.help[-1]

TypeScript 代码：

class MinStack {
    private data: number[];
    private help: number[];

    constructor() {
        this.data = [];
        this.help = [];
    }
    push(val: number): void {
        this.data.push(val);
        if (this.help.length === 0 || this.help[this.help.length - 1] >= val) {
            this.help.push(val);
        } else {
            this.help.push(this.help[this.help.length - 1]);
        }
    }
    pop(): void {
        this.data.pop();
        this.help.pop();
    }
    top(): number {
        return this.data[this.data.length - 1];
    }
    getMin(): number {
        return this.help[this.help.length - 1];
    }
}

• 时间复杂度：所有的操作均为 $O(1)$
• 空间复杂度：$O(1)$

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最后

这是我们「刷穿 LeetCode」系列文章的第 No.155 篇，系列开始于 2021/01/01，截止于起始日 LeetCode 上共有 1916 道题目，部分是有锁题，我们将先把所有不带锁的题目刷完。

在这个系列文章里面，除了讲解解题思路以外，还会尽可能给出最为简洁的代码。如果涉及通解还会相应的代码模板。

为了方便各位同学能够电脑上进行调试和提交代码，我建立了相关的仓库：https://github.com/SharingSource/LogicStack-LeetCode 。

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