[数据结构与算法]最小栈_辅助栈存储最小元素

155. 最小栈

力扣https://leetcode-cn.com/problems/min-stack/

难度简单1041

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。

• push(x)?—— 将元素 x 推入栈中。
• 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:

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();   --> 返回 -3.
minStack.pop();
minStack.top();      --> 返回 0.
minStack.getMin();   --> 返回 -2.

提示：

• pop、top?和?getMin?操作总是在?非空栈?上调用。

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题目描述：

设计一个支持push，pop，top的操作，并能够在常数时间内检索到最小元素的栈。

• push(x)，——将元素x压入栈中；
• pop()，——删除栈顶元素；
• top()，——获取栈顶元素；
• getMin(),——获取栈中的最小元素。

示例：

解释：

先创建一个栈——minStack；

然后push进栈一个元素-2，

然后push进栈一个元素0，

然后push进栈一个元素-3，

然后获取栈中的最小元素——返回-3，

然后进行pop出栈栈顶元素-3，

然后top获取栈顶元素——返回0，

然后获取栈中的最小元素——返回-2。

使用现有的栈数据结构可以完成pop、push、top（对应的是peek操作），但是无法在常数时间内完成getMin()操作，我们的办法是使用一个辅助栈来辅助完成操作。

如下图所示：

?举例：

1. 首先创建一个数据栈，和一个辅助栈。
2. 然后push进栈一个元素-2，因为当前数据栈和辅助栈都是空的，所以直接push进去。
3. 然后push进栈一个元素0，因为0>-2，所以辅助栈的栈顶元素仍然是-2；
4. 然后push进栈一个元素-3，因为-3小于当前栈顶元素-2，所以-3成为新的栈顶元素；
5. 然后执行getMin操作，获取当前最小元素，也就是当前辅助栈的栈顶元素——-3；
6. 然后执行pop出栈操作，因为辅助栈的栈顶元素和数据栈要出栈的元素一样，所以数据栈和辅助栈都执行出栈操作；
7. 然后执行top操作，返回当前数据栈的栈顶元素，即0；
8. 然后执行getMin操作，返回当前辅助栈的栈顶元素，即-2。

代码：

package zyh.springcloud.chapter2.service.impl.datastructure.stack;

import java.util.Deque;
import java.util.LinkedList;

/**
 * @ClassName minStack
 * @Author zhangyonghui
 * @Description：最小栈
 * @Date 2021/10/2 16:59
 * @Version 1.0
 **/
public class MinStack {
        private Deque<Integer> dataStack;
        private Deque<Integer> fuzhuStack;

        /**
         * 思想：使用一个辅助栈进行操作：（始终将数据栈栈中最小的元素存入辅助栈的栈顶）
         * 1，当进行入栈的时候，将进行入栈的元素与辅助栈中的栈顶元素进行比较，如果小于当前辅助栈中的栈顶元素，则将该最小值也压入辅助栈中，成为新的栈顶元素；
         * 2，当进行出栈的时候，如果出的元素同时也是辅助栈的栈顶元素，那么连同辅助栈进行一起出栈；
         * 3，当获取栈中的最小元素的时候，则获取辅助栈的栈顶元素。
         */

        /**
         * 构造方法：初始化一个数据栈、一个辅助栈；
         */
        public MinStack() {
                dataStack = new LinkedList<>();
                fuzhuStack = new LinkedList<>();
        }

        /**
         * 入栈操作：进行入栈操作的时候，比较即将入栈的元素与辅助栈中的栈顶元素，如果小于，则将该入栈的元素同时也压入到辅助栈中，成为新的栈顶元素；
         * @param val
         */
        public void push(int val) {
                //如果辅助栈是空的，则不需要进行比较，直接入栈：
                if (fuzhuStack.isEmpty()) {
                        dataStack.push(val);
                        fuzhuStack.push(val);
                }
                //如果辅助栈是非空的，则进行比较：
                else{
                        //取出辅助栈中的现在的栈顶元素：
                        Integer nowStackDing = fuzhuStack.peek();
                        //进行比较：
                        if (nowStackDing >= val) {
                                //将该val压入辅助栈，成为新的栈顶元素；
                                fuzhuStack.push(val);
                        }
                        //压入数据栈：
                        dataStack.push(val);
                }
        }

        public void pop() {
                //出栈操作：如果该数据栈的栈顶元素同时也是辅助栈的栈顶元素，则同时进行出栈，否则只进行数据栈的出栈操作；
                if (dataStack.peek().equals(fuzhuStack.peek())) {
                        dataStack.pop();
                        fuzhuStack.pop();
                }else {
                        dataStack.pop();
                }
        }

        public int top() {
                //获取栈顶元素：
                if (!dataStack.isEmpty()) {
                        return dataStack.peek();
                }else{
                        return -1;
                }
        }

        //获取最小值：
        public int getMin() {
                if (!fuzhuStack.isEmpty()) {
                        return fuzhuStack.peek();
                }else {
                        return -1;
                }
        }

/**
 * Your MinStack object will be instantiated and called as such:
 * MinStack obj = new MinStack();
 * obj.push(val);
 * obj.pop();
 * int param_3 = obj.top();
 * int param_4 = obj.getMin();
 */

}