【算法专题--栈】最小栈--高频面试题(图文详解,小白一看就会!!)

目录

一、前言

二、题目描述 

三、解题方法

 ⭐解题方法--1

 ⭐解题方法--2

四、总结

五、共勉


一、前言

        最小栈这道题,可以说是--栈专题--,比较经典的一道题,也是在面试中频率较高的一道题目,通常在面试中,面试官可能会要求我们写出多种解法来实现这道题目,所以大家需要对这道题目非常熟悉哦!!

二、题目描述 

 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。

 三、解题方法

 ⭐解题方法--1

        使用两个栈一个栈用于存储数据数据栈),另一个栈用于存储数据栈对应位置向下的最小值最小栈)。

  •  其中 数据栈为:_st          最小栈为:min_st
  •  所有 要入栈的元素都要 进入 _st 栈中
  • 当  min_st 的栈为空 或者  入栈的元素比 min_st栈顶元素小或者等于的时候,才能进入 min_st
  • 删除栈顶元素时,当栈顶元素 与 min_st栈顶元素相同时,则min_st栈顶元素也删除。若元素不相同,则min_st 的 栈顶元素不删除

例如: 【5,3,3,2,4,6,1

  •  当 5 入栈时,当前最小元素5min_st 让 5 入栈 ,此时 min_st 中元素为:【5

  • 3 入栈时,当前最小元素3min_st 让 3入栈 ,此时 min_st 中元素为:【5、3

  •  当 3 入栈时,当前最小元素3min_st 让 3入栈 ,此时 min_st 中元素为:【5、3、3

  •  当 2 入栈时,当前最小元素2min_st 让 2入栈 ,此时 min_st 中元素为:【5、3、3、2

  •   当 4 入栈时,当前最小元素2min_st 不让 4 入栈 ,此时 min_st 中元素为:【5、3、3、2

  •  当 6 入栈时,当前最小元素2min_st 不让 6 入栈 ,此时 min_st 中元素为:【5、3、3、2

  •   当 6 入栈时,当前最小元素1min_st 让 1 入栈 ,此时 min_st 中元素为:【5、3、3、2、1

 当前 取最小的元素,就可以在 min_st 的栈顶就可取到啦!,删除也是同样的原理o!

 代码:

class MinStack {
public:
    MinStack() 
    {
        // 类中 默认采用构造初始化
    }
    
    void push(int val) 
    {
        // 入栈
        _st.push(val);

        if(min_st.empty() || val<=min_st.top())
        {
            min_st.push(val);
        }
    }
    
    void pop() 
    {
        // 出栈
        if(min_st.top() == _st.top())
        {
            min_st.pop();
        }

        _st.pop();
    }
    
    int top() 
    {
        return _st.top();
    }
    
    int getMin() 
    {
        return min_st.top();
    }

    // 自定义两个栈
    stack<int> _st;    // 数据栈
    stack<int> min_st; // 最小栈 --- 辅助栈
};

 ⭐解题方法--2

解题方法--1中还会存在浪费空间

例如:{5,3,2,2,2,6,4,1,1,1}

用优化题解1中的方法:min_st:{5,3,2,2,2,1,1,1},出现了重复的2和1。

如果出现极端情况,出现了N个2,那么在min_st中也要存入N个2,浪费了大量的空间。

有什么方法解决这个问题吗?🧐

计数方法:和计数排序一样的原理。

例如:{5,3,2,2,2,6,4,1,1,1}

用一个结构体来记录:

struct val_count
{
	int _val;//记录最小值
	int _count://记录次数
};
  •  在min_st:{{5,1},{3,1},{2,3},{1,3}}——>前一个数字表示这个阶段的最小值,后面的数字表示这个阶段最小值出现的次数。

  • 直到_count减到0,才删除min_stack的栈顶元素。 
struct val_count
{
    int _val;
    int _count;
};
class MinStack {
public:
    MinStack() {}
    
    void push(int val) {
        st.push(val);
        if(min_stack.empty()||val<(min_stack.top()._val))
        {
           val_count temp={val,1};
           min_stack.push(temp);
        }
        else
        {
            if(val==(min_stack.top()._val))
            min_stack.top()._count++;
        }
    }
    
    void pop() {
        if(st.top()==min_stack.top()._val)
        {
            min_stack.top()._count--;
            if(min_stack.top()._count==0)
            min_stack.pop();
        }
        st.pop();
    }
    
    int top() {
        return st.top();
    }
    
    int getMin() {
        return min_stack.top()._val;
    }

    private:
        stack<int> st;
        stack<val_count> min_stack;
};

四、总结

   最后我们来总结一下本文所介绍的内容,本文讲解来一道力扣中有关最小栈的题目,这道题目是校招笔试面试中有关链表章节非常高频的一道题目大家下去一定要自己再画画图,分析一下,把这段代码逻辑自己实现一遍,才能更好地掌握

 五、共勉

    以下就是我对 最小栈 的理解,如果有不懂和发现问题的小伙伴,请在评论区说出来哦,同时我还会继续更新对 栈专题 的理解,请持续关注我哦!!! 

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