【栈, 设计】最小栈

## 题目

155. 最小栈

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设计一个支持 push ，pop ，top 操作，并能在常数时间内检索到最小元素的栈。

实现 MinStack 类:

• MinStack() 初始化堆栈对象。
• void push(int val) 将元素 val 推入堆栈。
• void pop() 删除堆栈顶部的元素。
• int top() 获取堆栈顶部的元素。
• int getMin() 获取堆栈中的最小元素

示例 1：

输入：
["MinStack","push","push","push","getMin","pop","top","getMin"]
[[],[-2],[0],[-3],[],[],[],[]]

输出：
[null,null,null,null,-3,null,0,-2]

解释：
MinStack minStack = new MinStack();
minStack.push(-2);
minStack.push(0);
minStack.push(-3);
minStack.getMin();   --> 返回 -3.
minStack.pop();
minStack.top();      --> 返回 0.
minStack.getMin();   --> 返回 -2.

提示：

• -2^31 <= val <= 2^31 - 1
• pop、top 和 getMin 操作总是在 非空栈 上调用
• push, pop, top, and getMin最多被调用 3 * 10^4 次

解题

方法一：维护一个最小值

思路

维护一个最小值 min 在每次栈内元素更改（入栈、出栈）时更新该值，检索栈中最小元素时直接返回该元素即可。

代码

class MinStack {
    private List<Integer> list;
    private int min;

    public MinStack() {
        list = new ArrayList<>();
        min = Integer.MAX_VALUE;
    }

    public void push(int val) {
        min = Math.min(min, val);
        list.add(val);
    }

    public void pop() {
        int top = list.remove(list.size() - 1);
        if (top == min) {
            min = Integer.MAX_VALUE;
            for (int num : list) {
                min = Math.min(min, num);
            }
        }
    }

    public int top() {
        return list.get(list.size() - 1);
    }

    public int getMin() {
        return min;
    }
}

/**
 * Your MinStack object will be instantiated and called as such:
 * MinStack obj = new MinStack();
 * obj.push(val);
 * obj.pop();
 * int param_3 = obj.top();
 * int param_4 = obj.getMin();
 */

方法二：辅助栈

思路

维护一个最小栈 minStack，每次入栈时，minStack 入栈最小值，出栈时，minStack 也出栈，检索栈中最小元素时返回 minStack.peek()。

代码

class MinStack {
    private Stack<Integer> stack;
    private Stack<Integer> minStack;

    public MinStack() {
        stack = new Stack<>();
        minStack = new Stack<>();
        minStack.push(Integer.MAX_VALUE);
    }

    public void push(int val) {
        stack.push(val);
        minStack.push(Math.min(minStack.peek(), val));
    }

    public void pop() {
        stack.pop();
        minStack.pop();
    }

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

    public int getMin() {
        return minStack.peek();
    }
}

/**
 * Your MinStack object will be instantiated and called as such:
 * MinStack obj = new MinStack();
 * obj.push(val);
 * obj.pop();
 * int param_3 = obj.top();
 * int param_4 = obj.getMin();
 */