22. Generate Parentheses

本文介绍了一种递归算法,用于生成所有可能的合法括号组合。通过递归调用,确保左括号总是先于对应的右括号出现,从而得到合法的括号序列。

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问题描述

Given n pairs of parentheses, write a function to generate all combinations of well-formed parentheses.

For example, given n = 3, a solution set is:

[
“((()))”,
“(()())”,
“(())()”,
“()(())”,
“()()()”
]

题目链接:


思路分析

给一整数n,代表有n对括号,输出有n对括号的所有合理的结果。
合理的括号匹配指所有的左括号都有右括号对应。

使用递归,输入为result的引用,当前累加的string和左右括号的数目,有多少个左括号,就要用多少个右括号,当所有的左右括号都匹配完成了,则一个合理的括号匹配结果就产生了。

一开始只有左括号,则只能插入左括号,并可以插右括号了,n–,m++;有了左括号了就可以插入右括号了,相应的–就可以了

代码
class Solution {
public:
    vector<string> generateParenthesis(int n) {
        vector<string> result;
        addParentheses(result, "", n, 0);
        return result;
    }

    void addParentheses(vector<string> &v, string str, int n, int m){
        if (n == 0 && m == 0){
            v.push_back(str);
            return;
        }

        if (m > 0)
            addParentheses(v, str + ")", n, m - 1);
        if (n > 0)
            addParentheses(v, str + "(", n - 1, m + 1);
    }
};

时间复杂度: O(n) O ( n )
空间复杂度: O(n) O ( n )


反思

很巧妙,还没有完全理解这个递归的方式。

#include <cassert> /// for assert #include <iostream> /// for I/O operation #include <vector> /// for vector container /** @brief Backtracking algorithms @namespace backtracking / namespace backtracking { /* @brief generate_parentheses class */ class generate_parentheses { private: std::vectorstd::string res; ///< Contains all possible valid patterns void makeStrings(std::string str, int n, int closed, int open); public: std::vectorstd::string generate(int n); }; /** @brief function that adds parenthesis to the string. @param str string build during backtracking @param n number of pairs of parentheses @param closed number of closed parentheses @param open number of open parentheses */ void generate_parentheses::makeStrings(std::string str, int n, int closed, int open) { if (closed > open) // We can never have more closed than open return; if ((str.length() == 2 * n) && (closed != open)) { // closed and open must be the same return; } if (str.length() == 2 * n) { res.push_back(str); return; } makeStrings(str + ')', n, closed + 1, open); makeStrings(str + '(', n, closed, open + 1); } /** @brief wrapper interface @param n number of pairs of parentheses @return all well-formed pattern of parentheses */ std::vectorstd::string generate_parentheses::generate(int n) { backtracking::generate_parentheses::res.clear(); std::string str = “(”; generate_parentheses::makeStrings(str, n, 0, 1); return res; } } // namespace backtracking /** @brief Self-test implementations @returns void */ static void test() { int n = 0; std::vectorstd::string patterns; backtracking::generate_parentheses p; n = 1; patterns = {{“()”}}; assert(p.generate(n) == patterns); n = 3; patterns = {{“()()()”}, {“()(())”}, {“(())()”}, {“(()())”}, {“((()))”}}; assert(p.generate(n) == patterns); n = 4; patterns = {{“()()()()”}, {“()()(())”}, {“()(())()”}, {“()(()())”}, {“()((()))”}, {“(())()()”}, {“(())(())”}, {“(()())()”}, {“(()()())”}, {“(()(()))”}, {“((()))()”}, {“((())())”}, {“((()()))”}, {“(((())))”}}; assert(p.generate(n) == patterns); std::cout << “All tests passed\n”; } /** @brief Main function @returns 0 on exit */ int main() { test(); // run self-test implementations return 0; } 在这段代码的基础上为C++初学者出几个练习题?
最新发布
03-08
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