1807. 替换字符串中的括号内容-优快云博客

字符串括号键值替换问题解析与代码实现

题目描述

给定一个字符串 s，其中包含若干对括号，每对括号内包含一个非空的键（字符串）。例如字符串 (name)is(age)yearsold 中，有两对括号，分别包含键 name 和 age。

同时给定一个二维字符串数组 knowledge，其中每个元素 knowledge[i] = [key_i, value_i] 表示键 key_i 对应的值为 value_i。

任务是将字符串 s 中所有的括号对替换为对应的值。如果某个键没有在 knowledge 中出现，则用问号 "?" 替换该括号及其内容。字符串中不会有嵌套括号。

返回替换后的字符串。

解题分析

该题的关键点在于：

需要快速查询每个括号内键对应的值。
字符串中括号内容的提取。
处理不存在于 knowledge 中的键值。

思路总结：

使用哈希表（字典）存储 knowledge，以便快速查询键对应的值。
遍历字符串 s，遇到左括号时记录键名，遇到右括号时结束。
查找哈希表中对应的值进行替换，如果没有找到则替换为"?"。
非括号部分直接添加到结果中。

解题方法

1. 数据结构准备

用字典 kv 来存储 knowledge 中的键值对，查找时间复杂度为 O(1)。

2. 遍历字符串

使用指针 i 遍历字符串。
当 s[i] == '(' 时，定位到对应的 ')'，截取括号内的键。
在字典中查找该键的值并追加到结果中。
如果键不存在，追加 "?"。
其他字符直接追加。

3. 拼接结果

使用列表收集结果，最后用 "".join() 合并为字符串，效率较高。

代码实现（Python）

from typing import List

class Solution:
    def evaluate(self, s: str, knowledge: List[List[str]]) -> str:
        # 构造字典，方便查找
        kv = {k: v for k, v in knowledge}

        res = []
        i = 0
        n = len(s)

        while i < n:
            if s[i] == '(':
                j = i + 1
                # 找到对应的右括号位置
                while s[j] != ')':
                    j += 1
                key = s[i+1:j]  # 截取键名
                # 查询对应值，找不到用 '?'
                res.append(kv.get(key, '?'))
                i = j + 1  # 跳过右括号
            else:
                res.append(s[i])
                i += 1

        return "".join(res)

复杂度分析

时间复杂度：
- 构造字典的时间是 O(m)，m 为 knowledge 数组长度。
- 遍历字符串时间为 O(n)，n 为字符串 s 长度。
- 因为每个括号内的查找是通过字典完成，查询是 O(1)。
- 故整体时间复杂度为 O(n + m)。
空间复杂度：
- 需要 O(m) 空间存储字典。
- 结果列表大小取决于 s 的长度，空间复杂度 O(n)。

示例说明

输入：

s = "(name)is(age)yearsold"
knowledge = [["name", "bob"], ["age", "two"]]

执行流程：

遇到第一个括号 (name)，从字典中找到对应值 "bob"。
继续遍历，遇到第二个括号 (age)，对应值为 "two"。
其他字符直接拼接。

输出：

"bobistwoyearsold"

如果某个键不存在，比如

knowledge = [["name", "bob"]]

则输出：

"bobis?yearsold"

总结与扩展

这道题目考察字符串遍历和字典查找的基础能力，关键是如何正确地从字符串中提取键并进行替换。没有嵌套括号简化了问题难度。

如果存在嵌套括号或需要更复杂的匹配，则可能需要栈等数据结构。

这道题还可以通过正则表达式进行实现，但性能和代码清晰度方面本方法更优。