394. 字符串解码

该篇博客主要介绍了如何解决LeetCode上的中等难度问题——字符串解码。解码规则是k[encoded_string]表示encoded_string重复k次。博客提供了Java代码实现,通过遍历字符串,遇到数字和字母分别处理,并用栈来辅助完成解码过程。

394. 字符串解码icon-default.png?t=M7J4https://leetcode.cn/problems/decode-string/

难度中等1281

给定一个经过编码的字符串,返回它解码后的字符串。

编码规则为: k[encoded_string],表示其中方括号内部的 encoded_string 正好重复 k 次。注意 k 保证为正整数。

你可以认为输入字符串总是有效的;输入字符串中没有额外的空格,且输入的方括号总是符合格式要求的。

此外,你可以认为原始数据不包含数字,所有的数字只表示重复的次数 k ,例如不会出现像 3a 或 2[4] 的输入。

示例 1:

输入:s = "3[a]2[bc]"
输出:"aaabcbc"

示例 2:

输入:s = "3[a2[c]]"
输出:"accaccacc"

示例 3:

输入:s = "2[abc]3[cd]ef"
输出:"abcabccdcdcdef"

示例 4:

输入:s = "abc3[cd]xyz"
输出:"abccdcdcdxyz"

提示:

  • 1 <= s.length <= 30
  • s 由小写英文字母、数字和方括号 '[]' 组成
  • s 保证是一个 有效 的输入。
  • s 中所有整数的取值范围为 [1, 300] 

通过次数197,890提交次数349,540

class Solution {
    public String decodeString(String s) {
        // 遍历s:遇到数字入栈 遇到字母入栈 
        // 遇到 ] : 出栈:(若出栈元素一直为字母,则字母相加起来)直到遇到数字,碰到数字后相加起来的字母做乘法,存入栈中,继续遍历
        
        // 创建栈:
        Stack<String> stack = new Stack<>();
        int x =0;
        String str = "";
        String ans = "";
        for(int i=0;i<s.length();i++)
        {
            if(s.charAt(i)=='[')
            {
                continue;
            }
            else if(s.charAt(i)>='0' && s.charAt(i)<='9')
            {
                while(i<s.length() && s.charAt(i)>='0' && s.charAt(i)<='9')
                {
                    int z = s.charAt(i)-'0';
                    x = x*10+z;
                    i++;
                }
                i--;
                if(x!=0) stack.push(x+"");
                x=0;
            }
            else if(s.charAt(i)>='a' && s.charAt(i)<='z')
            {
                int j = i;
                while(i<s.length() && s.charAt(i)>='a' && s.charAt(i)<='z')
                {
                    i++;
                }
                if(i==j) str = s.charAt(i)+"";
                else str = s.substring(j,i);
                i--;
                stack.push(str);
                str="";
            }
            else if(s.charAt(i)==']' || i==s.length()-1)  //出栈
            {
                String ss = "";
                String s1 = "";
                while(!(stack.peek().charAt(0)>='0' && stack.peek().charAt(0)<='9')) //取到的不是数字
                {
                    ss = stack.pop()+ss;
                }
                int o = Integer.parseInt(stack.pop());
                while(o>=1){
                    s1 += ss;
                    o--;
                }
                stack.push(s1);
            }            
        }
        for (String e : stack)  ans+=e;
        return ans;
    }


}

 

### 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 **栈(Stack)** 来解决,主要思路是利用两个栈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栈中,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栈中,遇到 `]` 时从栈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` 作为栈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. **初始化栈**:使用两个栈 `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栈中,并重置当前字符串和数字。 4. **右括号处理**:遇到 `]` 时,取出栈顶的数字和字符串,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)`,栈和字符串构建的空间开销。 --- ### 递归解法(可选) 除了栈结构,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,栈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栈实现类似效果。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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