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Add the retrieval of minimum and maximum element from stack at O(1) (#5714)
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87030aff1e
commit
0f8cda987d
@ -0,0 +1,74 @@
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package com.thealgorithms.stacks;
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import java.util.NoSuchElementException;
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import java.util.Stack;
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/**
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* A class that implements a stack that gives the maximum element in O(1) time.
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* The mainStack is used to store the all the elements of the stack
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* While the maxStack stores the maximum elements
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* When we want to get a maximum element, we call the top of the maximum stack
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*
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* Problem: https://www.baeldung.com/cs/stack-constant-time
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*/
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public class GreatestElementConstantTime {
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private Stack<Integer> mainStack; // initialize a mainStack
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private Stack<Integer> maxStack; // initialize a maxStack
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/**
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* Constructs two empty stacks
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*/
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public GreatestElementConstantTime() {
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mainStack = new Stack<>();
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maxStack = new Stack<>();
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}
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/**
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* Pushes an element onto the top of the stack.
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* Checks if the element is the maximum or not
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* If so, then pushes to the maximum stack
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* @param data The element to be pushed onto the stack.
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*/
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public void push(int data) {
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if (mainStack.isEmpty()) {
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mainStack.push(data);
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maxStack.push(data);
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return;
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}
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mainStack.push(data);
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if (data > maxStack.peek()) {
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maxStack.push(data);
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}
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}
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/**
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* Pops an element from the stack.
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* Checks if the element to be popped is the maximum or not
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|
* If so, then pop from the minStack
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|
*
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* @throws NoSuchElementException if the stack is empty.
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*/
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public void pop() {
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if (mainStack.isEmpty()) {
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throw new NoSuchElementException("Stack is empty");
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}
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int ele = mainStack.pop();
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if (ele == maxStack.peek()) {
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maxStack.pop();
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}
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}
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/**
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* Returns the maximum element present in the stack
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*
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* @return The element at the top of the maxStack, or null if the stack is empty.
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*/
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public Integer getMaximumElement() {
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if (maxStack.isEmpty()) {
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return null;
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}
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return maxStack.peek();
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}
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}
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@ -0,0 +1,74 @@
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package com.thealgorithms.stacks;
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import java.util.NoSuchElementException;
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import java.util.Stack;
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/**
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|
* A class that implements a stack that gives the minimum element in O(1) time.
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|
* The mainStack is used to store the all the elements of the stack
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||||||
|
* While the minStack stores the minimum elements
|
||||||
|
* When we want to get a minimum element, we call the top of the minimum stack
|
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|
*
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|
* Problem: https://www.baeldung.com/cs/stack-constant-time
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*/
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|
public class SmallestElementConstantTime {
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||||||
|
private Stack<Integer> mainStack; // initialize a mainStack
|
||||||
|
private Stack<Integer> minStack; // initialize a minStack
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* Constructs two empty stacks
|
||||||
|
*/
|
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public SmallestElementConstantTime() {
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|
mainStack = new Stack<>();
|
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|
minStack = new Stack<>();
|
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|
}
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/**
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|
* Pushes an element onto the top of the stack.
|
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|
* Checks if the element is the minimum or not
|
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|
* If so, then pushes to the minimum stack
|
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|
* @param data The element to be pushed onto the stack.
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|
*/
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|
public void push(int data) {
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if (mainStack.isEmpty()) {
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|
mainStack.push(data);
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|
minStack.push(data);
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return;
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}
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|
mainStack.push(data);
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if (data < minStack.peek()) {
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|
minStack.push(data);
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|
}
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|
}
|
||||||
|
|
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|
/**
|
||||||
|
* Pops an element from the stack.
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|
* Checks if the element to be popped is the minimum or not
|
||||||
|
* If so, then pop from the minStack
|
||||||
|
*
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|
* @throws NoSuchElementException if the stack is empty.
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|
*/
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|
public void pop() {
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|
if (mainStack.isEmpty()) {
|
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|
throw new NoSuchElementException("Stack is empty");
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|
}
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|
int ele = mainStack.pop();
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|
if (ele == minStack.peek()) {
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|
minStack.pop();
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|
}
|
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|
}
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|
/**
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||||||
|
* Returns the minimum element present in the stack
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|
*
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|
* @return The element at the top of the minStack, or null if the stack is empty.
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|
*/
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|
public Integer getMinimumElement() {
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|
if (minStack.isEmpty()) {
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|
return null;
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|
}
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|
return minStack.peek();
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}
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}
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@ -0,0 +1,70 @@
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|
package com.thealgorithms.stacks;
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|
import static org.junit.jupiter.api.Assertions.assertEquals;
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import static org.junit.jupiter.api.Assertions.assertNull;
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|
import static org.junit.jupiter.api.Assertions.assertThrows;
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|
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import java.util.NoSuchElementException;
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import org.junit.jupiter.api.BeforeEach;
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import org.junit.jupiter.api.Test;
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public class GreatestElementConstantTimeTest {
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private GreatestElementConstantTime constantTime;
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@BeforeEach
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public void setConstantTime() {
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constantTime = new GreatestElementConstantTime();
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|
}
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@Test
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public void testMaxAtFirst() {
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constantTime.push(1);
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|
constantTime.push(10);
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|
constantTime.push(20);
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|
constantTime.push(5);
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||||||
|
assertEquals(20, constantTime.getMaximumElement());
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|
}
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|
@Test
|
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|
public void testMinTwo() {
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|
constantTime.push(5);
|
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|
constantTime.push(10);
|
||||||
|
constantTime.push(20);
|
||||||
|
constantTime.push(1);
|
||||||
|
assertEquals(20, constantTime.getMaximumElement());
|
||||||
|
constantTime.pop();
|
||||||
|
constantTime.pop();
|
||||||
|
assertEquals(10, constantTime.getMaximumElement());
|
||||||
|
}
|
||||||
|
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|
@Test
|
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|
public void testNullMax() {
|
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|
constantTime.push(10);
|
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|
constantTime.push(20);
|
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|
constantTime.pop();
|
||||||
|
constantTime.pop();
|
||||||
|
assertNull(constantTime.getMaximumElement());
|
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|
}
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|
@Test
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|
public void testBlankHandle() {
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|
constantTime.push(10);
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|
constantTime.push(1);
|
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|
constantTime.pop();
|
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|
constantTime.pop();
|
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|
assertThrows(NoSuchElementException.class, () -> constantTime.pop());
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|
}
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@Test
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public void testPushPopAfterEmpty() {
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|
constantTime.push(10);
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|
constantTime.push(1);
|
||||||
|
constantTime.pop();
|
||||||
|
constantTime.pop();
|
||||||
|
constantTime.push(5);
|
||||||
|
assertEquals(5, constantTime.getMaximumElement());
|
||||||
|
constantTime.push(1);
|
||||||
|
assertEquals(5, constantTime.getMaximumElement());
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
@ -0,0 +1,69 @@
|
|||||||
|
package com.thealgorithms.stacks;
|
||||||
|
|
||||||
|
import static org.junit.jupiter.api.Assertions.assertEquals;
|
||||||
|
import static org.junit.jupiter.api.Assertions.assertNull;
|
||||||
|
import static org.junit.jupiter.api.Assertions.assertThrows;
|
||||||
|
|
||||||
|
import java.util.NoSuchElementException;
|
||||||
|
import org.junit.jupiter.api.BeforeEach;
|
||||||
|
import org.junit.jupiter.api.Test;
|
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|
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|
public class SmallestElementConstantTimeTest {
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|
|
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|
private SmallestElementConstantTime sect;
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|
@BeforeEach
|
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|
public void setSect() {
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|
sect = new SmallestElementConstantTime();
|
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|
}
|
||||||
|
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|
@Test
|
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|
public void testMinAtFirst() {
|
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|
sect.push(1);
|
||||||
|
sect.push(10);
|
||||||
|
sect.push(20);
|
||||||
|
sect.push(5);
|
||||||
|
assertEquals(1, sect.getMinimumElement());
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
@Test
|
||||||
|
public void testMinTwo() {
|
||||||
|
sect.push(5);
|
||||||
|
sect.push(10);
|
||||||
|
sect.push(20);
|
||||||
|
sect.push(1);
|
||||||
|
assertEquals(1, sect.getMinimumElement());
|
||||||
|
sect.pop();
|
||||||
|
assertEquals(5, sect.getMinimumElement());
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
@Test
|
||||||
|
public void testNullMin() {
|
||||||
|
sect.push(10);
|
||||||
|
sect.push(20);
|
||||||
|
sect.pop();
|
||||||
|
sect.pop();
|
||||||
|
assertNull(sect.getMinimumElement());
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
@Test
|
||||||
|
public void testBlankHandle() {
|
||||||
|
sect.push(10);
|
||||||
|
sect.push(1);
|
||||||
|
sect.pop();
|
||||||
|
sect.pop();
|
||||||
|
assertThrows(NoSuchElementException.class, () -> sect.pop());
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
@Test
|
||||||
|
public void testPushPopAfterEmpty() {
|
||||||
|
sect.push(10);
|
||||||
|
sect.push(1);
|
||||||
|
sect.pop();
|
||||||
|
sect.pop();
|
||||||
|
sect.push(5);
|
||||||
|
assertEquals(5, sect.getMinimumElement());
|
||||||
|
sect.push(1);
|
||||||
|
assertEquals(1, sect.getMinimumElement());
|
||||||
|
}
|
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|
}
|
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