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设计一个有getMin功能的栈

2016-11-22 23:51 435 查看
*题目*
实现一个特殊的栈,在实现栈的基础功能的基础上,再实现返回栈中最小元素的操作。


*要求*
pop、push、getMin操作的时间复杂度都是O(1)。
设计的栈类型可以使用现成的栈结构。

*解答*
在实现上可以使用两个栈,一个栈stackData用来保存当前栈中的元素,另一个栈stackMin用来保存每一步的最小值。具体的方案有两种。
第一种方案:
1.压入数据规则
假设当前的数据为newNum,将其先压入stackData。然后判断stackMin是否为空。
如果为空,则newNum也压入stackMin中。
如果不为空,则比较newNum和stackMin中的栈顶元素的大小。
如果newNum较小或者两者相等,则newNum也压入stackMin中。
如果newNum较大,则stackMin
不压入任何元素。
2.弹出数据规则
先设value为stackData弹出的栈顶元素,然后比较value和stackMin中栈顶元素的大小。
当value=stackMin的栈顶元素时,stackMin弹出栈顶元素;否则不弹出,返回false。
第2种方案:
1.压入数据规则
假设当前的数据为newNum,将其先压入stackData。然后判断stackMin是否为空。
如果为空,则newNum也压入stackMin中。
如果不为空,则比较newNum和stackMin中的栈顶元素的大小。
如果newNum较小或者两者相等,则newNum也压入stackMin中。
如果newNum较大,则stackMin
重复压入newNum
。
2.弹出数据规则
先设value为stackData弹出的栈顶元素,弹出stackMin中的栈顶,返回value。

第1种方案:
/**
* Created by xuanlang on 2016/11/22.
*/

import java.util.Stack;

public class MyStack1 {
private Stack<Integer> stackData;
private Stack<Integer> stackMin;

public MyStack1(){
this.stackData=new Stack<Integer>();
this.stackMin=new Stack<Integer>();
}

public void push(int newNum){
if(this.stackMin.isEmpty()){
this.stackMin.push(newNum);
}else if(newNum<=this.getMin()){
this.stackMin.push(newNum);
}
this.stackData.push(newNum);
}

public int pop(){
if(this.stackData.isEmpty()){
throw new RuntimeException("your stack is empty!");
}
int value =this.stackData.pop();
if(value==this.getMin()){
this.stackMin.pop();
}
return value;
}

public int getMin(){
if(this.stackMin.isEmpty()){
throw new RuntimeException("your stack is empty!");
}
return this.stackMin.peek();
}

public static void main(String [] args){
MyStack1 st1=new MyStack1();
st1.push(5);st1.push(2);st1.push(3);
st1.push(1);st1.push(2);st1.push(1);
System.out.println(st1.getMin());st1.pop();
System.out.println(st1.getMin());st1.pop();
System.out.println(st1.getMin());st1.pop();
System.out.println(st1.getMin());st1.pop();
System.out.println(st1.getMin());st1.pop();
System.out.println(st1.getMin());st1.pop();
}
}
第2种方案:
import java.util.Stack;
public class MyStack2 {
private Stack<Integer> stackData;
private Stack<Integer> stackMin;

public MyStack2(){
this.stackData=new Stack<Integer>();
this.stackMin=new Stack<Integer>();
}

public void push(int newNum){
if(this.stackMin.isEmpty()){
this.stackMin.push(newNum);
}else if(newNum<this.getMin()){
this.stackMin.push(newNum);
}else {
int newMin=this.stackMin.peek();
this.stackMin.push(newMin);
}
this.stackData.push(newNum);
}

public int pop(){
if(this.stackData.isEmpty()){
throw new RuntimeException("your stack is empty!");
}
this.stackMin.pop();
return this.stackData.pop();
}

public int getMin(){
if(this.stackMin.isEmpty()){
throw new RuntimeException("your stack is empty!");
}
return this.stackMin.peek();
}

public static void main(String [] args){
MyStack2 st1=new MyStack2();
st1.push(5);st1.push(2);st1.push(3);
st1.push(1);st1.push(2);st1.push(1);
System.out.println(st1.getMin());st1.pop();
System.out.println(st1.getMin());st1.pop();
System.out.println(st1.getMin());st1.pop();
System.out.println(st1.getMin());st1.pop();
System.out.println(st1.getMin());st1.pop();
System.out.println(st1.getMin());st1.pop();
}
}



                                            
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标签:  Java