一、题目描述
定义栈的数据结构，请在该类型中实现一个能够得到栈的最小元素的 min 函数，在该栈中，调用 min、push 及 pop 的时间复杂度都是 O(1)。
示例:
MinStack minStack = new MinStack();
minStack.push(-2);
minStack.push(0);
minStack.push(-3);
minStack.min(); --> 返回 -3.
minStack.pop();
minStack.top(); --> 返回 0.
minStack.min(); --> 返回 -2.
提示：
- 1、各函数的调用总次数不超过 20000 次
二、保姆级参考代码
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// 作者：程序员吴师兄
// Java 中的 Stack 类设计有问题，大部分情况下是使用 LinkedList 来构建栈，但为了结合动画更好的理解这道题目，所以依旧使用 Stack
class MinStack {
// 创建两个栈
// 创建栈 stack1 ，用来作为数据栈
Stack<Integer> stack1;
// 创建栈 stack2 ，用来作为辅助栈
// stack2 存储 stack1 中所有【非严格降序】的元素
// 这意味着 stack2 中的【栈顶元素】是 stack1 中的【最小元素】，维护好 stack2 和 stack1 的这种关系
// 那么 min() 函数只需返回 stack2 的栈顶元素即可，并且时间复杂度为 O(1)
Stack<Integer> stack2;
// 这个函数是最小栈的初始化操作
// 由于题目要求我们用两个栈实现最小栈，所以在这个函数中初始化的是两个栈
public MinStack() {
// 初始化 stack1
stack1 = new Stack<Integer>();
// 初始化 stack2
stack2 = new Stack<Integer>();
}
// 这个函数是最小栈的压入操作
public void push(int x) {
// 数据栈 stack1 直接压入 x
stack1.push(x);
// 如果辅助栈 stack2 是空，可以直接压入 x
// 此时，由于只有一个元素，stack2 中的【栈顶元素】是 stack1 中的【最小元素】
if(stack2.empty()){
// stack2 直接压入 x
stack2.push(x);
// 如果辅助栈 stack2 不为空
// 那么考虑是否把 x 压入到辅助栈 stack2 中，目的是为了维护 stack2 和 stack1 的关系，让 stack2 中的【栈顶元素】是 stack1 中的【最小元素】
}else{
// 如果辅助栈 stack2 的栈顶元素大于或者等于 x ，那么可以把 x 压入到 stack2 中
// 这样做，stack2 中的【栈顶元素】还是 stack1 中的【最小元素】
if(stack2.peek() >= x){
// 可以把 x 压入到 stack2 中
stack2.push(x);
// 如果辅助栈 stack2 的栈顶元素小于 x ，那么就不能把 x 压入到 stack2 中了
}else{
// 为了让 stack1 和 stack2 的元素个数相同，动画更美观
// 这里执行一个操作，压入辅助栈【原来的栈顶元素】
stack2.push(stack2.peek());
}
}
}
// 这个函数是最小栈的弹出操作
// 栈的特征是先进后出
public void pop() {
// 数据栈 stack1 直接 pop
stack1.pop();
// 辅助栈 stack2 直接 pop
stack2.pop();
}
// 这个函数是获取最小栈的栈顶元素操作
// 栈的特征是先进后出
public int top() {
// 返回数据栈 stack1 的栈顶元素
return stack1.peek();
}
// 这个函数是获取最小栈的最小元素操作
public int min() {
// 由于 stack2 中的【栈顶元素】是 stack1 中的【最小元素】
// 所以，返回 stack2 的栈顶元素就是全部元素的最小值
return stack2.peek();
}
}
