LeetCode算法题(Go语言实现)_24

题目

给你一个包含若干星号 * 的字符串 s 。
在一步操作中，你可以：
选中 s 中的一个星号。
移除星号 左侧 最近的那个 非星号 字符，并移除该星号自身。
返回移除 所有 星号之后的字符串。
注意：
生成的输入保证总是可以执行题面中描述的操作。
可以证明结果字符串是唯一的。

一、代码实现

func removeStars(s string) string {
    stack := []rune{}
    for _, c := range s {
        if c == '*' {
            stack = stack[:len(stack)-1] // 遇到星号则弹出栈顶字符
        } else {
            stack = append(stack, c) // 非星号字符入栈
        }
    }
    return string(stack) // 最终栈中元素即为结果
}

二、算法分析

1. 核心思路

• 栈结构特性：利用后进先出（LIFO）特性，遇到星号时弹出最近的非星号字符
• 遍历优化：只需一次线性扫描，时间复杂度为 O(n)

2. 关键步骤

1. 字符入栈：遍历字符串时将所有非星号字符压入栈中
2. 星号处理：遇到星号时弹出栈顶元素（无需判空，题目保证输入合法）
3. 结果生成：将栈内剩余字符拼接为最终字符串

3. 复杂度

指标	值	说明
时间复杂度	O(n)	单次遍历所有字符
空间复杂度	O(n)	栈存储最坏情况保存全部字符

三、图解示例

四、边界条件与扩展

1. 特殊场景验证

• 全星号场景："*****" → 返回空字符串（题目保证输入合法）
• 连续星号："abc***" → 处理为""（每次星号弹出前序字符）
• 无星号："abcd" → 原样输出

2. 多语言实现

# Python实现（列表模拟栈）
def removeStars(s: str) -> str:
    stack = []
    for c in s:
        if c == '*':
            stack.pop() # 直接弹出无需判空
        else:
            stack.append(c)
    return ''.join(stack)

// Java高效实现（StringBuilder模拟栈）
public String removeStars(String s) {
    StringBuilder sb = new StringBuilder();
    for (char c : s.toCharArray()) {
        if (c == '*') {
            sb.deleteCharAt(sb.length()-1); // 删除末尾字符
        } else {
            sb.append(c);
        }
    }
    return sb.toString();
}

3. 算法对比

方法	时间复杂度	空间复杂度	优势
栈模拟法	O(n)	O(n)	逻辑清晰，代码简洁
数组索引法	O(n)	O(1)	原地修改节省内存
递归回溯	O(2^n)	O(n)	仅适用于极小数据量

五、总结与扩展

1. 核心创新点

• 极简栈操作：仅需 5 行代码实现核心逻辑
• 空间复用优化：Go语言切片特性实现高效内存管理

2. 数学证明

设字符串长度为 n，星号数量为 k，则最终字符串长度为 n-2k（每个星号删除两个字符）

3. 扩展应用

• 文本编辑器撤销操作：类似栈的最近操作回退
• 括号匹配问题：通过栈结构处理嵌套关系
• 路径压缩：处理类似../的路径跳转逻辑