155. 最小栈力扣 python 空间换时间 o(1) 腾讯面试题

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：

-231 <= val <= 231 - 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 * 104 次

1. 分析

题目要求实现 MinStack 类，且在常数时间内检索到最小元素的栈。关键是如何实现常数时间内检索，如果用普通的min()函数对于栈内所有元素排序的话时间复杂度是nlongn(内置快排实现)。我们可以尝试往栈里面存一个列表，列表里面存元组，然后依次更新最小值和入栈元素,本质还是用到了空间换时间的方法。

2. 实现思路

栈用python实现就较易，先把栈stack=[]定义成一个列表List,在python中,stack.pop()就是移除列表的最后一个元素，类似出栈操作。有元素入栈的时候我们往列表里面存一个元组（x,最小值），每次存的时候就会更新这个最小值，但是原来的值也也还是，相当于数组是不断的增加元素，就算删除一个元素之前的最小值依然存在。如图

我们先push（4），由于是空栈添加元素，需要特殊处理，stack.append((x,x)，因为空栈时入栈，入栈元素即为最小值，若非空栈是元素入栈，则往列表里面添加（当前值和，与上一个最小值的最小值），这样可以防止在pop()后之前得到到元素依然是最小值。

3. 代码如下

class MinStack(object):

    def __init__(self):
        self.stack=[]
    def push(self, x):
        if not self.stack:
            self.stack.append((x,x))#第一个x存栈的元素，第二个存此时的最小值
        else:
            self.stack.append((x,min(x,self.stack[-1][1])))

    def pop(self):
        self.stack.pop()
    def top(self):
        return self.stack[-1][0]
    def getMin(self):
        return self.stack[-1][1]

obj = MinStack()
obj.push(4)
print(obj.stack)
obj.push(3)
print(obj.stack)
obj.push(5)
print(obj.stack)
obj.push(1)
print(obj.stack)
obj.pop()
print(obj.stack)
obj.pop()
print(obj.stack)
print(obj.getMin())
# param_3 = obj.top()
# param_4 = obj.getMin()

stack[-1]是取出stack的最后一个元素