155. Min Stack

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.

Example:

MinStack minStack = new MinStack();
minStack.push(-2);
minStack.push(0);
minStack.push(-3);
minStack.getMin();   --> Returns -3.
minStack.pop();
minStack.top();      --> Returns 0.
minStack.getMin();   --> Returns -2.

class MinStack {

    /** initialize your data structure here. */
    public MinStack() {
        
    }
    
    public void push(int x) {
        s.push(x);
        int mi = min.isEmpty() ? x : Math.min(min.peek(), x);
        min.push(mi);
    }
    
    public void pop() {
        s.pop();
        min.pop();
    }
    
    public int top() {
        return s.peek();
    }
    
    public int getMin() {
        return min.peek();
    }
    Stack<Integer> s = new Stack<>();
    Stack<Integer> min = new Stack<>();
}
/**
 * Your MinStack object will be instantiated and called as such:
 * MinStack obj = new MinStack();
 * obj.push(x);
 * obj.pop();
 * int param_3 = obj.top();
 * int param_4 = obj.getMin();
 */

分析

用两个栈，一个是真实的栈，另一个作为辅助栈，辅助栈每次 push 时，会把新元素跟当前栈顶元素进行比较，存入二者中较小的那个。

举个例子，对于序列 18, 19, 21, 15, 17, 两个栈依次push进去的元素是这样的：

• 真实栈，18, 19, 21, 15, 17

• 辅助栈，18, 18, 18, 15, 15

  具体过程是这样的，对于 18, 辅助栈是空的，直接push进去，当遇到19时，此时栈顶元素是18，二者中18较小，就把18插入，此时辅助栈中就有了两个18，当遇到21时，以此类推，还是插入18，遇到15时，栈顶元素是18，15较小，就把15压入，此时辅助栈中有3个18，1个15，当遇到17时，栈顶元素是15，二者中15是较小值，于是插入15，结束。