數據結構

數據結構

---

最小棧

設計一個棧結構，支持 push, pop, top操作，並能以恆定的時間獲取棧中元素的最小值.

• push(x) – Push element x onto stack.
• pop() – Removes the element on top of the stack.
• top() – Get the top element.
• getMin() – Retrieve the minimum element in the stack.

# Ruby
class MinStack
    def initialize
        @mins, @stack = [], []
    end

    def push(x)
        @stack.push x
        @mins.push x if @mins.empty? or x <= @mins.last
    end

    def pop
        @mins.pop if @stack.pop == @mins.last
    end

    def top
        @stack.last
    end

    def get_min
        @mins.last
    end
end

使用2個棧，一個棧stack裝元素，另一個棧mins裝最小值。每出現一個新的最小值，就將之壓入mins棧中，當pop stack時，彈出的元素恰好也等於mins的棧頂，那麼也pop mins, 保持mins的棧頂始終是stack中元素的最小值。
爲什麼def push(x) 中 x <= @mins.last要取等號，是因爲stack中可能有幾個相等的最小值。
Min Stack

---

用棧實現隊列

• 只能使用標準的棧操作：push to top, peek/pop from top, size, is empty
• 假設對該隊列的操作都是有效的，即不會對空隊列pop/peek

class Queue
    # Initialize your data structure here.
    def initialize
        @stack, @temp = [], []
    end

    # @param {Integer} x
    # @return {void}
    def push(x)
        if @temp.any? then @stack.push @temp.pop until @temp.empty? end
        @stack.push x
    end

    # @return {void}
    def pop
        if @temp.empty? then @temp.push @stack.pop until @stack.empty? end
        @temp.pop
    end

    # @return {Integer}
    def peek
        if @temp.empty? then @temp.push @stack.pop until @stack.empty? end
        @temp.last
    end

    # @return {Boolean}
    def empty
        @stack.empty? and @temp.empty?
    end
end

基本想法是Queue類的實例持有2個實例變量，分別爲stack和temp, 均爲array，當做棧來用。僅對stack做push操作，當需要做pop/peek操作時，把棧stack中的元素移入棧temp, 那麼temp的top即隊列的top,對temp做pop/peek操作。
Implement Queue using Stacks

---

用隊列實現棧

跟上題基本倒過來，不過是把對數組的操作push, pop換成了unshift和shift.

class Stack
    # Initialize your data structure here.
    def initialize
        @q1, @q2 = [], []
    end

    # @param {Integer} x
    # @return {void}
    def push(x)
        if @q2.any? then @q1.unshift @q2.pop until @q2.empty? end
        @q1.push x
    end

    # @return {void}
    def pop
        if @q2.empty? then @q2.unshift @q1.shift until @q1.empty? end
        @q2.shift
    end

    # @return {Integer}
    def top
        if @q2.empty? then @q2.unshift @q1.shift until @q1.empty? end
        @q2.first
    end

    # @return {Boolean}
    def empty
        @q1.empty? and @q2.empty?
    end
end

Implement Stack using Queues