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Leetcode 刷題日記
2021.2.6

題目連結：
https://leetcode-cn.com/problems/bao-han-minhan-shu-de-zhan-lcof/submissions/

問題描述：
實現一個棧，通過呼叫min()方法，查詢棧中的最小元素，該方法的時間複雜度必須為O(1)

解答1：
棧（Stack）+有序表（SortedList）

程式碼：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Comparator;
import java.util.Stack;
 


class MinStack {

    ArrayList<Integer> sortedList = new ArrayList<>();
    Stack<Integer> stack = new Stack();


     public MinStack() {

    }

    public void push(int x) {
        stack.push(x);
        sortedList.add(x);
    }

    public void pop() {
        sortedList.remove
 
(stack.pop());
    }

    public int top() {
        return stack.peek();
    }

    public int min() {
        sortedList.sort(new Comparator<Integer>() {
            @Override
            public int compare(Integer o1, Integer o2) {
                if(o1 < 0 && o2 >= 0) return -1
 
;
                else if(o1 > 0 && o2 <= 0) return 1;
                else return o1 - o2;
            }
        });
        return sortedList.get(0);
    }

    public static void main(String[] args) {
        MinStack stack = new MinStack();
        stack.push(2147483647);
        stack.push(-2147483648);
        System.out.println(stack.min());
    }
}

 

分析：
時間複雜度：O(nlog(n))
空間複雜度：O(n)

執行結果：

評註:
這是筆者首先想到的方法：通過額外維護一個有序表來實現min函式的常數效能。但是，這個題並沒有較好地完成任務。由於使用了歸併排序，min()方法的時間複雜度遠遠高於O(1) ( 實際為O(nlog(n)) ) ，空間複雜度也不容樂觀。此題的時間要求寬鬆，所以僥倖能過。

題外話：筆者在第一次用這個思路寫程式碼時犯了一個小錯誤。在利用ArrayList的sort()方法時，必須傳入一個Comparator的匿名類。我在實現Comparator的compare()方法時，直接返回o1-o2，這可能會導致整型溢位，需要進行簡單的優化。

解答2：
（摘自https://leetcode-cn.com/problems/bao-han-minhan-shu-de-zhan-lcof/solution/mian-shi-ti-30-bao-han-minhan-shu-de-zhan-fu-zhu-z/）
棧+棧

程式碼：

import java.util.Stack;

class MinStack {

    Stack<Integer> stack1 = new Stack();
    Stack<Integer> stack2 = new Stack<>();


     public MinStack() {

    }

    public void push(int x) {
        stack1.push(x);
        if(stack2.isEmpty() || x <= stack2.peek()) stack2.push(x);
    }

    public void pop() {
         if(stack2.peek().equals(stack1.pop())) stack2.pop();
    }

    public int top() {
        return stack1.peek();
    }

    public int min() {
        return stack2.peek();
    }

}

分析：
時間複雜度：O(1)
空間複雜度：O(1)

執行結果：

評註:
這個方法是筆者比較欣賞的一個方法，其執行時間由三位數降至兩位數，較好地實現了題目的要求。這個思路有助於深入理解棧作為一個“儲存工具”的作用，啟發我們棧可以用來實現“有序儲存”，即棧內元素按升序或降序儲存。