1. 程式人生 > >實現一個出棧,入棧,返回最小值的操作的時間複雜度為O(1)的棧

實現一個出棧,入棧,返回最小值的操作的時間複雜度為O(1)的棧

棧的特點的是先進後出,這裡實現的棧是在這個基礎上加以特定的功能。

用一個原生棧實現
這種方法需要_min來記錄棧頂元素到棧底元素的最小值,每次入棧之前需要先比較入棧元素和_min的值,接著將它兩依次入棧;出棧的時候需要每次Pop兩次,並記錄第二次的值,即為新棧出棧的元素順序。

根據上述方法將組資料 “9 2 2 6 3 3 1”入棧可得到下面的棧模型:

這裡寫圖片描述

從上面模型可以看出如果最小值出現過早的話,在接下來的入棧操作中會一直被入棧,造成資料的冗餘。

#include<iostream>
#include<stdlib.h>
#include<stack>
using namespace std; template<class T> class Stack { public: stack<T> Num; T _min; Stack(const T& x) :_min(x) {} //入棧 void Push(const T& x) { Num.push(x); //比較小的數值 if (_min <= x) { Num.push(_min); } else
if (_min > x) { _min = x; Num.push(_min); } } //出棧 void Pop() { Num.pop(); cout << "Num.Pop:" << Num.top() << endl;//列印棧中num的值 Num.pop(); } //取最小值 T& MinNum() { return Num.top(); } }; //測試程式碼
int main() { Stack<int> S(9); S.Push(9); S.Push(2); S.Push(2); S.Push(6); S.Push(3); S.Push(3); S.Push(1); cout << "S.MinNum: " << S.MinNum()<<endl; S.Pop(); S.Pop(); S.Pop(); S.Pop(); S.Pop(); S.Pop(); S.Pop(); system("pause"); }

這裡寫圖片描述

用兩個原有的棧實現一個有特定功能的棧
一個原生棧用來存所有進棧資料,另一個用來存相比較小的資料。比較的方法是:如果Num棧進入的資料小於Min棧的站定資料,就將這時的資料即存進Num棧中又存進Min棧,遇到連續相等的資料,兩個棧都要入,最後Min棧的棧頂元素就是最先的資料。

根據上述方法將組資料 “9 2 2 6 3 3 1”入棧可得到下面的棧模型:

這裡寫圖片描述


template<class T>
class Stack
{
public:
    stack<T> Num;
    stack<T> Min;
    //入棧
    void Push(const T& x)
    {
        if (Min.empty() || x <= Min.top())
        {
            //cout << "Min.push(" << x << ")" << endl;
            Min.push(x);
        }
        //cout << "Num.push(" << x << ")" << endl;
        Num.push(x);
    }
    //出棧
    void Pop()
    {
        if (Min.top() == Num.top())
        {
            //cout << "Min.pop(" << Min.top() << ")" << endl;
            Min.pop();
        }
        //cout << "Num.pop(" << Num.top() << ")" << endl;
        Num.pop();
    }
    //返回最小值
    T& MinNum()
    {
        return Min.top();
    }
    //列印棧
    void Print()
    {
        cout << "Num: ";
        while (!Num.empty())
        {
            cout << Num.top() << " ";
            Num.pop();
        }
        cout << endl;

        cout << "Min: ";
        while (!Min.empty())
        {
            cout << Min.top() << " ";
            Min.pop();
        }
        cout << endl;
    }
    size_t Size()
    {
        return Num.size();
    }
};
//測試程式碼
int main()
{
    Stack<int> S;
    S.Push(9);
    S.Push(2);
    S.Push(2);
    S.Push(6);
    S.Push(3);
    S.Push(3);
    S.Push(1);
    cout << S.MinNum() << endl;
    S.Print();

    //S.Pop();
    //S.Pop();
    //S.Pop();
    //S.Pop();
    //S.Pop();
    //S.Pop();
    //S.Pop();
    system("pause");
}

這裡寫圖片描述