python实现时间o(1)的最小栈

2018-02-12 08:25:12来源:cnblogs.com作者:熔遁丶螺旋手里剑人点击

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这是毕业校招二面时遇到的手写编程题,当时刚刚开始学习python,整个栈写下来也是费了不少时间。毕竟语言只是工具,只要想清楚实现,使用任何语言都能快速的写出来。

何为最小栈?栈最基础的操作是压栈(push)和退栈(pop),现在需要增加一个返回栈内最小值的函数(get_min),要求get_min函数的时间复杂度为o(1)。python的栈肯定是使用list实现,只要将list的append和pop封装到stack类中,即实现了压栈和退栈。如果不考虑时间复杂度,我们第一反应一定是min(),min()可以在不开辟新空间的情况下o(n)的返回栈内最小值。但是如果栈内元素很多,并且get_min方法需要频繁调用时,min高耗时的缺点就被放大,那么理想的方法就是空间换时间来降低时间复杂度。

我们的栈内存在stack_list和min_list,min_list负责存储栈内元素中最小值组成的栈,当新压栈的元素小于等于栈内最小的元素时,将新元素压入min_list。如果退栈的元素等于栈内最小的元素,那么也要将min_list退栈。举例子,我们依次压栈3,2,4,1

初始化

stack_list = []        

min_list = []

3压栈

stack_list = [3]

min_list = [3]

2压栈

stack_list = [3, 2]

min_list = [3, 2]

4压栈

stack_list = [3, 2, 4]

min_list = [3, 2]

1压栈

stack_list = [3, 2, 4, 1]

min_list = [3, 2, 1]

get_min只需要返回min_list中最后一个元素,以下是python代码的完整实现

#!/usr/bin/python# -*- coding: utf-8 -*-class stack(object):    stack_list = []    min_list = []    min = None    def push(self, x):        if not self.stack_list:            self.min = x            self.min_list.append(self.min)            self.stack_list.append(x)            return        self.stack_list.append(x)        if self.min >= x:            self.min = x            self.min_list.append(self.min)        return    def pop(self):        pop_result = None        if self.stack_list:            pop_result = self.stack_list[-1]            if self.stack_list.pop() == self.min:                self.min_list.pop()                if self.min_list:                    self.min = self.min_list[-1]                else:                    self.min = None            return pop_result        else:            self.min = None            return pop_result    def print_stack(self):        print "stack---->", self.stack_list        return    def get_min(self):        return self.min

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