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妙用内置栈功能,LeetCode-155. 最小栈不再难!

后端

最小栈的定义

栈是一种先进后出的数据结构,元素总是从栈顶进出。那么最小栈也是栈的一种变体,它除了具有栈的基本操作(入栈、出栈、栈顶元素)之外,还额外支持一个操作:获取栈中最小元素

最小栈的实现

LeetCode中实现最小栈的方法有很多,但最常见和最简单的方法是使用两个栈:

  • 一个栈用于存储原始数据,称为数据栈
  • 另一个栈用于存储当前栈中的最小值,称为最小值栈

当我们往数据栈中压入一个元素时,我们同时也会将该元素与最小值栈顶的元素进行比较。如果当前元素小于或等于最小值栈顶的元素,那么我们将该元素也压入最小值栈。

当我们从数据栈中弹出元素时,如果该元素等于最小值栈顶的元素,那么我们也同时将该元素从最小值栈中弹出。

LeetCode-155. 最小栈

题目地址:https://leetcode.cn/problems/min-stack/

题目

设计一个支持 push、pop、top 和 getMin 操作的栈。

  • push(x) —— 将元素 x 压入栈中。
  • 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 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(); // -3
minStack.pop();
minStack.top(); // 0
minStack.getMin(); // -2

示例 2:

输入:
["MinStack", "push", "push", "push", "top", "pop", "getMin", "pop", "getMin", "pop", "getMin"]
[[], [2], [0], [-3], [], [], [], [], [], [], []]

输出:
[null, null, null, null, 0, null, -3, null, 0, null, -3]

解释:
MinStack minStack = new MinStack();
minStack.push(2);
minStack.push(0);
minStack.push(-3);
minStack.top(); // 0
minStack.pop();
minStack.getMin(); // -3
minStack.pop();
minStack.getMin(); // 0
minStack.pop();
minStack.getMin(); // -3

实现代码

class MinStack:

    def __init__(self):
        """
        initialize your data structure here.
        """
        self.stack = []
        self.min_stack = []

    def push(self, x: int) -> None:
        """
        push an integer x onto the stack
        """
        self.stack.append(x)
        if not self.min_stack or x <= self.min_stack[-1]:
            self.min_stack.append(x)

    def pop(self) -> None:
        """
        pop the top element from the stack
        """
        if self.stack.pop() == self.min_stack[-1]:
            self.min_stack.pop()

    def top(self) -> int:
        """
        get the top element
        """
        return self.stack[-1]

    def getMin(self) -> int:
        """
        retrieve the minimum element in the stack
        """
        return self.min_stack[-1]