LeetCode 155. 最小栈 [Hot 100] —— 双栈法

155. 最小栈

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.

这是一个经典的 Min Stack 问题。我们需要在常数时间内获取栈中的最小元素，这意味着我们不能在每次调用 getMin() 时遍历整个栈。

解决方案

我们可以使用两个栈：

1. 主栈：存储所有元素
2. 最小栈：存储当前的最小值

算法思路

• push(val)：

  • 将 val 压入主栈
  • 如果最小栈为空或 val ≤ 最小栈栈顶元素，将 val 也压入最小栈

• pop()：

  • 弹出主栈栈顶元素
  • 如果弹出的元素等于最小栈栈顶元素，也弹出最小栈栈顶元素
• top()：返回主栈栈顶元素
• getMin()：返回最小栈栈顶元素

class MinStack {
    Stack<Integer> stack = new Stack<>();
    Stack<Integer> minStack = new Stack<>();

    public MinStack() {

    }
    
    public void push(int val) {
        stack.push(val);
        if (minStack.isEmpty() || val<= minStack.peek()) {
            minStack.push(val);
        }
    }
    
    public void pop() {
        if (!stack.isEmpty()) {
            int val = stack.pop();
            if (val == minStack.peek()) {
                minStack.pop();
            }
        }
    }
    
    public int top() {
        return stack.peek();
    }
    
    public int getMin() {
        return minStack.peek();
    }
}

/**
 * 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();
 */