栈系列之-获取最小值

一、栈获取最小值算法概述

获取栈的最小值算法:可以动态的获取一个栈中元素的最小值,动态的意思是,当该栈发生push或者pop操作,可能会导致最小值发生改变。实现该算法需要用到一个辅助栈,专门用于保存栈的最小值动态变化值。
实现步骤如下:

  • 需要借助一个辅助栈,minStack,主栈为mainStack,初始两个栈都是空栈。

  • 当需要往mainStack插入元素时,如果minStack为空,直接插入。

  • 如果minStack不为空,则将要插入的元素elem与minStack.peek()进行比较,若elem<minStack.peek(),则同时插入到minStack和mainStack,若elem>minStack.peek(),则elem照常插入到mainStack当中,然后将minStack.push(minStack.peek())

  • 当mianStack弹出元素时,minStack也同步弹出。

  • 取mianStack当前最小值直接minStack.peek()就好了。

二、栈获取最小值算法实现

import java.util.Stack;

public class MinStack {
    Stack<Integer> minStack;
    Stack<Integer> mianStack;
    public MinStack(){
        this.minStack = new Stack<Integer>();
        this.mianStack = new Stack<Integer>();
    }

    public void push(Integer elem){
        if (minStack.isEmpty() && mianStack.isEmpty()){
            mianStack.push(elem);
            minStack.push(elem);
        }else if (elem < minStack.peek()){
            mianStack.push(elem);
            minStack.push(elem);
        }else if (elem > minStack.peek()){
            mianStack.push(elem);
            minStack.push(minStack.peek());
        }
    }

    public void pop(){
        if (mianStack.isEmpty() && minStack.isEmpty()){return;}
        mianStack.pop();
        minStack.pop();
    }

    public Integer getMinElem(){
        if (minStack.isEmpty()){return null;}
        else{
            return minStack.peek();
        }
    }

    public String toString(){
        return minStack.toString();
    }

    public static void main(String[] args) {
        MinStack minStack = new MinStack();
        minStack.push(4);
        minStack.push(3);
        minStack.push(5);
        System.out.println(minStack.toString());
        System.out.println(minStack.getMinElem());
    }
}

三、图例说明算法运行步骤

3.1、初始状态为


image.png

3.2、插入一个元素5


image.png

3.3、在插入一个元素4


image.png

3.4、在插入一个元素7


image.png

3.5、在插入一个元素2


image.png

3.6、弹出一个元素


image.png

其实可以发现不管main怎么操作,无论处于什么状态,在minStack对应位置,都是mainStack的最小值。

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