【LeetCode】155. Min Stack 最小棧

題目鏈接：155. Min Stack 最小棧

解題思路：
使用兩個棧來實現本題要求，一個棧用於保存所有元素，這個棧與普通棧沒有區別，記爲stackData；另一個棧用於保存每一步的最小值，記爲stackMin。

1. push(x)操作 - 將元素 x 推入棧中。
   當前元素記爲newNum，壓入stackData。然後判斷stackMin是否爲空：
   • 若stackMin爲空，也入棧；
   • 若stackMin不爲空，則將newNum與stackMin棧頂元素比較。
     若newNum <= stackMin棧頂元素，則newNum壓入stackMin；
     否則stackMin不執行操作。
2. pop()操作 - 刪除棧頂的元素。
   先將stackData進行出棧，並保存其棧頂元素，記爲stackDataTop。
   由設計思路可知，stackMin的棧頂一定小於等於stackData的棧頂，且stackMin從棧底到棧頂依次減小，stackMin棧頂元素也是全部數據的最小值。
   若stackDataTop == stackMin棧頂，stackMin也需進行出棧操作。注意：這一步是必須進行判斷的。這是因爲：若最後壓入棧的元素是最小的，若只對stackData進行出棧而不對stackMin進行出棧，進行getMin()操作時，從stackMin得到的最小值會是錯誤的。
3. top()操作 - 獲取棧頂元素。
   直接對stackData進行peek()操作即可。
4. getMin()操作 - 檢索棧中的最小元素。
   stackMin的棧頂元素即是最小元素，對stackMin進行peek()操作即可。

代碼實現：

class MinStack {
    // 用於存儲所有數據
    private Stack<Integer> stackData;
    // 用於存儲每一步的最小值
    private Stack<Integer> stackMin;

    /** initialize your data structure here. */
    public MinStack() {
        this.stackData = new Stack<Integer>();
        this.stackMin = new Stack<Integer>();
    }
    
    public void push(int x) {
        // 若stackMin爲空，也一併入棧
        if (this.stackMin.isEmpty()) {
            this.stackMin.push(x);
        } 
        // 若當前元素小於stackMin棧頂元素，stackMin入棧
        else if (x <= this.stackMin.peek()) {
            this.stackMin.push(x);
        }

        this.stackData.push(x);
    }
    
    public void pop() {
        if (this.stackData.isEmpty()) {
            throw new RuntimeException("Stack is empty!");
        }
        int stackDataTop = this.stackData.pop();
        // 如果stackData棧頂元素與stackMin棧頂元素相等，stackMin也要進行出棧
        if (stackDataTop == this.stackMin.peek()) {
            this.stackMin.pop();
        }
    }
    
    public int top() {
        return this.stackData.peek();
    }
    
    public int getMin() {
        return this.stackMin.peek();
    }
}

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

提交結果：
執行用時：7ms；內存消耗：40MB；戰勝91.71%。

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參考：左程雲《程序員代碼面試指南：IT名企算法與數據結構題目最優解》