实现一个栈,使得出栈、入栈、获取最大值的时间复杂度为O(1)

2024-03-08 08:12

本文主要是介绍实现一个栈,使得出栈、入栈、获取最大值的时间复杂度为O(1),希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

题目:用C++实现一个栈,使得出栈、入栈、获取最大值的时间复杂度为O(1)

思路:用2个栈,其中一个叫数据栈,用来做入栈、出栈操作,第二个叫最大值栈,用来返回最大值。
①在某个元素入栈的时候,先往数据栈里压入元素。同时判断本元素是否大于等于最大值栈的栈顶元素,如果大于等于,就把它压入最大值栈,否则丢弃
这里有个很巧妙的设计,当元素小于当前最大值时不把它压入最大值栈,而是直接丢掉,是没问题的。因为只要该元素还在数据栈里,前面出现的最大值也一定在数据栈里,所以最大值轮不到它。一旦最大值从数据栈里弹出了,该元素肯定也早就弹出了,更加轮不到它。所以它永远成为不了最大值。
②在出栈时,首先是数据栈先出栈,然后判断出栈元素是否为最大值,即最大值栈的栈顶元素,如果是,就在最大值栈里也把它出栈。如果不是,那最大值栈就不动。
③获取最大值,就返回最大值栈的栈顶元素即可。
时间复杂度都是O(1)。

#include <stack>
#include <iostream>class MaxStack {
public:void push(int value) {dataStack.push(value);if (maxStack.empty() || value >= maxStack.top()) {maxStack.push(value);}}void pop() {if (dataStack.top() == maxStack.top()) {maxStack.pop();}dataStack.pop();}int top() {return dataStack.top();}int getMax() {return maxStack.top();}private:std::stack<int> dataStack;std::stack<int> maxStack;
};int main() {MaxStack stack;stack.push(5);stack.push(8);stack.push(3);//3不用存入最大值栈,因为只要3在,8就在,3永远不可能是最大值std::cout << stack.getMax() << std::endl; // 8stack.pop();std::cout << stack.getMax() << std::endl; // 8stack.pop();std::cout << stack.getMax() << std::endl; // 5return 0;
}

程序输出是:

8
8
5

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