LintCode 12.带最小值操作的栈（两种方法实现）
题目描述
实现一个带有取最小值min方法的栈，min方法将返回当前栈中的最小值。
你实现的栈将支持push，pop 和 min 操作，所有操作要求都在O(1)时间内完成。
样例
如下操作：push(1)，pop()，push(2)，push(3)，min()， push(1)，min() 返回 1，2，1
先审题，返回值为1，2，1，分别是 pop()，min()，min() 这三个操作返回的值；在一般栈结构的基础上实现min方法来返回当前栈中的最小值，
我们可以增加一个辅助栈结构，用来记录当前栈的最小值。
手动推导一遍样例（方法1）
|
操作 |
当前栈：datastack |
辅助栈：minstack |
返回值 |
|
push(1) |
1 |
1 |
|
|
pop() |
空 |
空 |
1 |
|
push(2) |
2 |
2 |
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|
push(3) |
2，3 |
2，2 |
|
|
min() |
2，3 |
2，2 |
2 |
|
push(1) |
2，3，1 |
2，2，1 |
|
|
min() |
2，3，1 |
2，2，1 |
1 |
从上表的推导过程来看，当前栈的 push()，pop()操作与一般栈无区别，新添加的 min() 操作每次返回的是当前栈中的最小值元素,即辅助栈的栈顶元素；
而增加的辅助栈在 push() 操作上做了一点改变，每次压栈时，若当前元素 <= 辅助栈栈顶元素时，则将当前元素压入栈，否则，继续压入辅助栈栈顶元素；
实现代码：
1 import java.util.Stack;
2
3 public class MinStack {
4 public static void main(String[] args) {
5 MinStack stack = new MinStack();
6 stack.push(1);
7 stack.pop();
8 stack.push(2);
9 stack.push(3);
10 stack.min();
11 stack.push(1);
12 stack.min();
13
14 }
15
16 Stack<Integer> datastack = new Stack<Integer>();
17 Stack<Integer> minstack = new Stack<Integer>();
18
19 /*当前栈压栈，1）最小值栈为空时，将该元素记录为最小值栈栈顶元素；2）最小值栈非空时，将该元素与最小值栈栈顶元素比较，谁小谁入栈；*/
20 public void push(int num) {
21 int top;
22 datastack.push(num);
23 if(!minstack.empty())
24 top = minstack.peek();
25 else
26 top = num;
27
28 if(num > top)
29 minstack.push(top);
30 else
31 minstack.push(num);
32
33 //System.out.println("push"+num+"时当前栈的栈顶元素为："+datastack.peek());
34 //System.out.println("push"+num+"时最小值栈的栈顶元素为："+minstack.peek());
35
36 }
37 /*返回当前栈栈顶元素，当前栈与最小值栈同时出栈；*/
38 public int pop() {
39 if(!datastack.isEmpty()) {
40 int data = datastack.peek();
41 datastack.pop();
42 minstack.pop();
43 //return data;
44 System.out.println("当前栈中的最小值为："+ data);
45 }
46 return 0;
47 }
48 /*判断当前栈是否非空，返回当前栈中的最小值，即最小值栈的栈顶元素；*/
49 public int min() {
50 if(!datastack.isEmpty()) {
51 //return minstack.peek();
52 System.out.println("当前栈中的最小值为："+minstack.peek());
53 }
54 return 0;
55 }
56 }
手动推导一遍样例（方法2）
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操作 |
当前栈：datastack |
辅助栈：minstack |
返回值 |
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push(1) |
1 |
1 |
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pop() |
空 |
空 |
1 |
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push(2) |
2 |
2 |
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push(3) |
2，3 |
2 |
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|
min() |
2，3 |
2 |
2 |
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push(1) |
2，3，1 |
2，1 |
|
|
min() |
2，3，1 |
2，1 |
1 |
方法2与方法1区别在于，第一点：方法2使用LinkedList数据结构来实现栈，而不是如方法1中直接使用Stack来实现栈；
第二点：方法2的辅助栈的 push() 操作只在栈为空或者当前元素 < 辅助栈栈顶元素时，才压栈；pop() 操作时，只有在栈顶元素与当前栈出栈元素相同时才出栈。
实现代码：
import java.util.LinkedList;
public class MinStack {
public static void main(String[] args) {
MinStack stack = new MinStack();
stack.push(1);
stack.pop();
stack.push(2);
stack.push(3);
stack.min();
stack.push(1);
stack.min();
}
LinkedList datastack = new LinkedList<Integer>();
LinkedList minstack = new LinkedList<Integer>();
/* 当前栈压栈，最小值栈为空时或者该元素比最小值栈栈顶元素小时压栈 */
public void push(int num) {
datastack.addFirst(num);
if(minstack.isEmpty()||num <= (int)minstack.getFirst()) {
minstack.addFirst(num);
}
}
/* 判断当前栈非空，则出栈，若出栈元素与最小值栈栈顶元素相同，则也须出栈 */
public int pop() {
int data;
if(!datastack.isEmpty()) {
data = (int)datastack.removeFirst();
if(data == (int)minstack.getFirst()) {
minstack.removeFirst();
}
//return data;
System.out.println(data);
}
return 0;
}
/* 返回最小值栈的栈定元素即所求的最小元素 */
public int min() {
if(!datastack.isEmpty()) {
return (int)minstack.getFirst();
//System.out.println((int)minstack.getFirst());
}
return 0;
}
}
总结：方法1与方法2在LintCode上均提交成功，运行时间分别为 2042ms 和 2088ms .
直接使用Stack类实现栈，理解简单易上手，重点掌握其 push()、pop()、peek()等方法；而使用LinkedLIst类来实现栈，这里只是为了加强LinkedList的练习，
重点掌握其 addFirst()、getFirst()、removeFirst() 等方法；同时还可以用ArrayList类来实现栈。
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