【JZ30 包含min函数的栈】

描述

定义栈的数据结构，请在该类型中实现一个能够得到栈中所含最小元素的 min 函数，输入操作时保证 pop、top 和 min 函数操作时，栈中一定有元素。

此栈包含的方法有：

1. push(value): 将value压入栈中
2. pop(): 弹出栈顶元素
3. top(): 获取栈顶元素
4. min(): 获取栈中最小元素

数据范围：操作数量满足 0 ≤ n ≤ 300 ，输入的元素满足 ∣val∣ ≤ 10000

进阶：栈的各个操作的时间复杂度是 O(1) ，空间复杂度是 O(n)

示例:

输入: [“PSH-1”,“PSH2”,“MIN”,“TOP”,“POP”,“PSH1”,“TOP”,“MIN”]
输出: -1,2,1,-1
解析:

"PSH-1" 表示将-1压入栈中，栈中元素为-1
"PSH2" 	表示将2压入栈中，栈中元素为2，-1
“MIN” 	表示获取此时栈中最小元素--> 返回-1
"TOP"	表示获取栈顶元素 --> 返回2
"POP"	表示弹出栈顶元素，弹出2，栈中元素为-1
"PSH1"	表示将1压入栈中，栈中元素为1，-1
"TOP"	表示获取栈顶元素-->返回1
“MIN”	表示获取此时栈中最小元素-->返回-1

示例1

输入： ["PSH-1","PSH2","MIN","TOP","POP","PSH1","TOP","MIN"]

返回值：-1,2,1,-1

方法：使用辅助栈

用一个栈 st 存储所有进出的数据，用一个单调递减栈 dec 存储数据的大小。
对于存储数据的栈 st 的 push 和 pop 操作都是直接把数据压入栈顶和从栈顶弹出，对于 dec 栈的 push，因为它是一个单调递减栈，所以只有当目标元素小于栈顶元素时才将它压入，而当要弹出的元素同时在 st 和 dec 的栈顶时，才弹出 dec 的栈顶。top 操作返回 st 的栈顶元素，min 操作返回 dec 的栈顶元素。
我们看题目给出的例子，首先 push -1

然后 push 2

min 操作返回 dec 栈顶元素为 -1
top 返回 st 栈顶元素 2
pop 弹出 st 栈顶元素，与 dec 顶元素不相同不用弹出
push 1 把 1 压入 st 栈顶

后面同样的操作。

代码

class Solution {
public:
    stack<int> dec;
    stack<int> st;
    void push(int value) {
        st.push(value);
        // 如果单调递减栈空或者最小元素小于等于当前元素，那么当前元素要压入单调递减栈
        if (dec.empty() || dec.top() >= value) dec.push(value);
    }
    void pop() {
        if (!st.empty()) {
            // 如果单调递减栈的当前元素等于要弹出的元素，我们就从递减栈中弹出这个元素
            if (!dec.empty() && st.top() == dec.top()) dec.pop();
            st.pop();
        }
    }
    int top() {
        return st.top();
    }
    int min() {
        return dec.top();
    }
};