Сложность: medium
Разработайте стек, который поддерживает операции добавления элемента, удаления элемента, получения верхнего элемента и извлечения минимального элемента за постоянное время.
Реализуйте класс MinStack:
MinStack() инициализирует объект стека.
void push(int val) добавляет элемент val в стек.
void pop() удаляет элемент на вершине стека.
int top() возвращает верхний элемент стека.
int getMin() извлекает минимальный элемент в стеке.
Вы должны реализовать решение с временной сложностью O(1) для каждой функции.
Пример:
Input
["MinStack","push","push","push","getMin","pop","top","getMin"]
[[],[-2],[0],[-3],[],[],[],[]]
Output
[null,null,null,null,-3,null,0,-2]
Explanation
MinStack minStack = new MinStack();
minStack.push(-2);
minStack.push(0);
minStack.push(-3);
minStack.getMin(); // return -3
minStack.pop();
minStack.top(); // return 0
minStack.getMin(); // return -2
👨💻 Алгоритм:
1️⃣Инициализация стека: Создайте структуру данных, которая будет использоваться для хранения элементов стека. Эта структура должна поддерживать не только обычные операции стека, но и быстрый доступ к минимальному элементу. Инициализируйте стек с помощью конструктора MinStack(), который подготовит все необходимые структуры данных для дальнейшей работы.
2️⃣Работа со стеком: Метод push(int val): добавьте элемент val в стек. При добавлении элемента обновите вспомогательную структуру данных, которая отслеживает минимальные значения на каждом уровне стека. Это позволит сохранить константное время выполнения для операции getMin(). Метод pop(): удалите элемент из вершины стека. При этом также необходимо обновить структуру, которая отслеживает минимальные значения, чтобы она корректно отражала новое состояние стека после удаления элемента.
3️⃣Доступ к элементам: Метод top(): возвращайте верхний элемент стека. В языках, таких как Python, это можно сделать, обратившись к последнему элементу списка через индекс -1 (например, self.stack[-1]). Метод getMin(): извлекайте минимальный элемент стека. Благодаря дополнительной структуре данных, поддерживающей отслеживание минимальных значений на каждом уровне стека, этот метод также выполняется за константное время.
😎 Решение:
class MinStack:
def __init__(self):
self.stack = []
def push(self, x: int) -> None:
if not self.stack:
self.stack.append((x, x))
return
current_min = self.stack[-1][1]
self.stack.append((x, min(x, current_min)))
def pop(self) -> None:
self.stack.pop()
def top(self) -> int:
return self.stack[-1][0]
def getMin(self) -> int:
return self.stack[-1][1]
Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний