旭說資料結構之棧的小題目

2021-07-07 04:19:56 字數 1680 閱讀 7849

1.定義棧的資料結構,要求新增乙個min()函式,能夠得到棧的最小元素。要求函式min(),push(),及pop()函式的時間複雜度都是o(1).

思考1:

如果說我們給棧這個類新增乙個成員變數min,用來記錄棧中的最小值。

1. 假設第一次push進入元素1時,設定min=1;

2. 再次想讓2進棧時,先把2和min進行比較,發現2沒有min小,min的值不用改變,然後再把2進棧;

3. 想讓3進棧時,重複2中的步驟

這時棧中的元素為1、2、3,min的值為1,當我們想要知道棧中的最小值時,可以直接返回min的值,時間複雜度為o(1)。再多考慮一點,如果我們進行一次出棧操作,發現棧頂元素3比min大,不用改變min的值。這時棧中元素為1、2,min=1,

似乎依舊是正確的。我們再多考慮一點,這是我們入棧0,由於0是小於的min,所以設定min=0,這時棧中元素為1、2、0,min為0,這時我們就能發現問題了,把0出棧,0和min的值是相同的,我們不知道該把min設定為何值。這個思路是不對的。

思考2:

首先思考一下為什麼思考1的思路有問題:

狀態a:(1、2、3 min=1)

把0入棧得到狀態b

狀態b:(1、2、3、0,min= 0),

把棧頂元素0出棧後沒法知道0入棧前的狀態a中的最小值為多少,因為得到min=0的過程沒有之前的min=1和入棧元素0的參與,也就沒法恢復狀態a。

這是如果想知道0出棧後的最小值就得遍歷陣列,這是時間複雜度就不是o(1)了。

所以我們要把入棧元素值入棧前的min,以及入棧後的min建立聯絡。

發現:什麼時候入棧後的min才會變化呢,只有當小於min的值入棧時。

當小於min的值入棧時,入棧後的min值應該等於入棧元素的本來值,於是我們可以不把本來值存入棧頂,而是把入棧前的min的資訊記錄到棧頂,即把入棧元素的本來值-入棧前的min(這個差值是小於0的)存入棧頂。這樣便把三者的關係建立了。想要獲得棧頂元素,只需要把入棧後的min返回出去,然後min - 棧頂值即可或得入棧前的min。

當大於min的值入棧時,把入棧元素的本來值-min(這個值是大於0的)的差值存入棧頂,入棧後的min的值等於入棧前的min的值。當棧頂元素出棧時,由於知道棧頂存的是差值,且該差值是大於0的,所以知道min的值不需要改變。

利用這個思路就可以實現題目中的要求了。

具體的實現明天再補上。

補上實現**:

#include 

template

class stackwithmin

bool push(datatype data)

elseelse

}

return

true;

}datatype pop()

else

}datatype getmin()

return _min;

}private:

datatype* _datas;

int _capacity;

int _top;

datatype _min;

};

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