394. 字符串解码

思路
思路一:使用栈
这种括号或者括号套括号的模式非常适合用栈来解决,
设定一个辅助栈,当遇到’[‘的时候,开始将所有东西推到
栈中,直到遇到’]‘时,开始取栈中的东西。
取得方法:先取字符,再取数字,计算得到到的东西再压入栈中
直到所有’]'都遍历完为止

注意点:从栈中取的顺序和最终生成结果得顺序应该一致

代码

class Solution {
    public String decodeString(String s) {
        Stack<String> stack = new Stack<>();
        int i = 0;
        // while(i<s.length()){
        //     StringBuffer tmp = new StringBuffer();
        //     if(Character.isLetter(s.charAt(i))){
        //         tmp.append(s.charAt(i));
        //         i++;
        //         continue;
        //     }
        //     stack.push(tmp.toString());
        //     break;
        // }
        while(i<s.length()){
            //存字符串
            if(Character.isLetter(s.charAt(i))){
                StringBuffer tmp = new StringBuffer();
                while(i<s.length()&&Character.isLetter(s.charAt(i))){
                    tmp.append(s.charAt(i));
                    i++;
                }
                stack.push(tmp.toString());
            }
            //存数字
            else if(Character.isDigit(s.charAt(i))){
                int num = 0;
                while(i<s.length()&&Character.isDigit(s.charAt(i))){
                    num = num*10+(int) s.charAt(i) - (int)'0';
                    i++;
                }
                stack.push(String.valueOf(num));
            }
            //存'['
            else if(s.charAt(i)=='['){
                stack.push(String.valueOf(s.charAt(i)));
                i++;
            }
            //开始处理
            else if(s.charAt(i)==']'){
                //得到字符串
                String top = "";
                while(stack.peek().equals("[")==false){
                    
                    
                    top=stack.pop()+top;
                }
                //除去'['
                stack.pop();
                //得到数字
                String num = stack.pop();
                int n = Integer.valueOf(num);
                //制造字符串
                StringBuffer tmp = new StringBuffer();
                while(n-->0){
                    tmp.append(top);
                }
                
                stack.push(tmp.toString());
                //测试
                //System.out.println(stack.peek());
                i++;
            }
        }
        StringBuffer result = new StringBuffer();
        while(stack.isEmpty()==false){
            result.insert(0,stack.pop());
        }
        return result.toString();
    }
}
### 解法分析 LeetCode 394题要求实现字符串解码功能,输入格式为 `k[encoded_string]`,其中 `k` 是正整数,表示重复次数,`encoded_string` 是需要重复的内容。解码后返回重复 `k` 次的字符串。 该问题可以使用 **(Stack)** 来解决,主要思路是利用两个分别保存当前的数字和字符串状态。遍历输入字符串,遇到数字时保存到数字中,遇到字符时拼接到当前字符串,遇到 `[` 时保存当前字符串和数字到中,遇到 `]` 时从中取出数据进行解码拼接。 --- ### Java 解法实现 以下是一个清晰的实现方式,使用 `LinkedList` 作为结构来存储数字和字符串: ```java class Solution { public String decodeString(String s) { LinkedList<Integer> numStack = new LinkedList<>(); LinkedList<String> strStack = new LinkedList<>(); StringBuilder sb = new StringBuilder(); int num = 0; for (char c : s.toCharArray()) { if (Character.isDigit(c)) { num = num * 10 + (c - '0'); } else if (c == '[') { numStack.push(num); strStack.push(sb.toString()); sb = new StringBuilder(); num = 0; } else if (c == ']') { int repeat = numStack.pop(); String temp = sb.toString(); sb = new StringBuilder(); for (int i = 0; i < repeat; i++) { sb.append(temp); } sb.insert(0, strStack.pop()); } else { sb.append(c); } } return sb.toString(); } } ``` --- ### 示例输入与输出 以下是一些测试用例及输出结果: - 输入:`"3[a]2[bc]"` 输出:`"aaabcbc"` - 输入:`"3[a2[c]]"` 输出:`"accaccacc"` - 输入:`"2[abc]3[cd]ef"` 输出:`"abcabccdcdcdef"` 这些测试用例可以验证解码逻辑是否正确[^5]。 --- ### 算法解析 1. **初始化**:使用两个 `numStack` 和 `strStack` 分别保存当前数字和字符串状态。 2. **数字处理**:遇到数字字符时,将其转换为整数并保存。 3. **左括号处理**:遇到 `[` 时,将当前数字和字符串压入中,并重置当前字符串和数字。 4. **右括号处理**:遇到 `]` 时,取出顶的数字和字符串,进行解码拼接。 5. **字符处理**:遇到字母时,直接追加到当前字符串中。 --- ### 时间与空间复杂度 - **时间复杂度**:`O(n)`,其中 `n` 是输入字符串的长度。每个字符最多被处理一次。 - **空间复杂度**:`O(n)`,字符串构建的空间开销。 --- ### 递归解法(可选) 除了结构,还可以使用递归方法实现字符串解码。递归的核心思想是每次遇到 `[` 时进入下一层递归,遇到 `]` 时返回当前层的结果。 ```java class Solution { private int ptr = 0; public String decodeString(String s) { StringBuilder sb = new StringBuilder(); int num = 0; while (ptr < s.length()) { char c = s.charAt(ptr); if (Character.isDigit(c)) { num = num * 10 + (c - '0'); } else if (c == '[') { ptr++; String decoded = decodeString(s); for (int i = 0; i < num; i++) { sb.append(decoded); } num = 0; } else if (c == ']') { ptr++; return sb.toString(); } else { sb.append(c); } ptr++; } return sb.toString(); } } ``` --- ### 总结 LeetCode 394题的核心在于字符串的嵌套解析,结构能够很好地保存当前状态,而递归方法则利用函数调用实现类似效果。两种方法都可以高效解决问题,选择哪种方式取决于个人编码习惯和性能需求。 ---
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