MinMaxStack是一种特殊的堆栈数据结构，它在保持标准堆栈功能（push、pop）的同时，还提供了查询当前堆栈中的最小值（min）和最大值（max）操作，且这些操作的时间复杂度均为O(1)。这种设计在处理需要高效访问堆栈内元素极值的场景中非常有用。在Java中实现MinMaxStack，通常会采用双栈策略：一个主堆栈用于存储所有元素，另一个辅助堆栈则分别用于存储当前最小值和最大值。每次进行push、pop、min和max操作时，都会相应地更新这两个辅助堆栈。1. push操作：当我们向MinMaxStack压入一个新元素时，我们需要将其与辅助堆栈的顶部元素进行比较。如果新元素小于辅助最小值堆栈的顶部元素，我们就将新元素压入最小值堆栈；如果新元素大于辅助最大值堆栈的顶部元素，我们也将其压入最大值堆栈。当然，新元素会被压入主堆栈。2. pop操作：在执行pop操作时，我们将主堆栈的顶部元素弹出。如果这个元素同时也在最小值堆栈或最大值堆栈中，那么也需要将这两个堆栈的顶部元素弹出，因为它们已经不再是最小或最大值了。3. min操作：min方法很简单，只需返回辅助最小值堆栈的顶部元素即可，这始终是当前堆栈中的最小元素。4. max操作：同理，max方法返回辅助最大值堆栈的顶部元素，即当前堆栈的最大值。这个设计的关键在于，辅助堆栈只存储当前的最小值和最大值，因此查询极值时无需遍历整个堆栈，实现了O(1)的时间复杂度。但需要注意的是，这种实现方式可能会增加额外的空间复杂度，因为每个元素都有可能同时存在于主堆栈和两个辅助堆栈中。在实际应用中，MinMaxStack可用于各种需要快速访问极值的场景，比如实时数据统计、游戏中的最高分记录等。例如，在实时数据分析系统中，可以使用MinMaxStack快速获取到一段时间内的最高和最低数据点，而无需遍历整个数据流。