Min Stack (10)

Design a stack that supports push, pop, top, and retrieving the minimum element in constant time.

• push(x) -- Push element x onto stack.
• pop() -- Removes the element on top of the stack.
• top() -- Get the top element.
• getMin() -- Retrieve the minimum element in the stack.

题目意思很简单，即建立一个stack，除了最基本的push pop top 三大函数之外，这个堆栈还能够返回堆栈中的最小值。整个题目完成以后，我有两种解题思路，并付诸实现了。

第一种解题思路是自定义stack 结点，在结点中定义一个指针用来储存存入这个元素之后stack中最小元素的位置。代码如下，很失望的是，leetcode显示内存超限。看来这种方法不行啊。先把代码贴出来吧。

 1 class node{
 2 public:
 3     int value;
 4     node *ptr,*next;
 5     node(int value=0){
 6         this->value=value;
 7         ptr=next=NULL;
 8     }
 9 };
10 class stack{
11 private:
12     node *min;
13     node *head;
14 public:
15     stack(){
16         head=NULL;
17         min=NULL;
18     }
19     void pop(){
20         if(!head)
21             return;
22         node *link=head;
23         head=head->next;
24         delete link;
25     }
26
27     void push(int x){
28         node *link=head;
29         node *temp=new node(x);
30         if(!head){
31             min=temp;
32         }
33         else{
34             if(x<=min->value){
35                 min=temp;
36             }
37         }
38         temp->ptr=min;
39         temp->next=head;
40         head=temp;
41     }
42     node *top(){
43         return head;
44     }
45     int m(){
46         if(!head)
47             return -1;
48         return head->ptr->value;
49     }
50
51 };

另外一种方法是用两个stack s,t，s用来储存真实的数据，t专门用来存储最小的数据。这里的最小的定义是当前size的stack中最小的数据。当执行pop指令时，如果pop出的数据等于最小数据时才将t弹出一个。当压入数据的时候，只有要压入的数据小于t栈顶的数据时才将其压入t，否则只压入s.这样的话节省了一部份空间，不用对s中每一个位置的元素都在t中存储该位置对应的最小元素。ps:不按这种做法，会显示内存超出限制。

先贴出内存超限的代码:

 1 class MinStack {
 2 public:
 3     stack<int>s;
 4     stack<int>t;
 5     void push(int x) {
 6         s.push(x);
 7         if(t.empty()){
 8             t.push(x);
 9         }
10         else{
11             int temp=t.top();
12             if(x<temp)
13                 t.push(x);
14             else
15                 t.push(temp);
16         }
17     }
18
19     void pop() {
20         t.pop();
21         s.pop();
22     }
23
24     int top() {
25         return s.top();
26     }
27
28     int getMin() {
29
30       int temp= t.top();
31       return temp;
32     }
33 };

相应的，节省空间的代码是：

 1 class MinStack {
 2 public:
 3     void push(int x) {
 4         s.push(x);
 5         if (t.empty() || t.top()>= x) t.push(x);//注意这里不能取>  否则如果有两个连续的最小值输入的话，若果弹出其中一个的话，返回的最小值可能会出错。
 6     }
 7
 8     void pop() {
 9         int top = s.top(); s.pop();
10         if (top == t.top()) t.pop();
11     }
12
13     int top() {
14         return s.top();
15     }
16
17     int getMin() {
18         return t.top();
19     }
20 private:
21     stack<int> s;
22     stack<int> t;
23 };