2022-02-14(394. 字符串解码)

该博客介绍了如何使用Java实现一个字符串解码算法。通过遍历输入字符串,利用栈来处理数字和字符,当遇到'['时存储当前乘数和结果字符串,遇到']'时将栈中乘数与当前结果拼接,形成新的结果。此算法适用于含有数字和字符的编码字符串解码问题。
class Solution {
    public String decodeString(String s) {
        StringBuilder res = new StringBuilder();
        int multi = 0;
        Stack<Integer> stack_multi = new Stack<>();
        Stack<String> stack_res = new Stack<>();
        for(Character c : s.toCharArray()) {
            if(c == '[') {
                stack_multi.push(multi);
                stack_res.push(res.toString());
                multi = 0;
                res = new StringBuilder();
            }
            else if(c == ']') {
                StringBuilder tmp = new StringBuilder();
                int cur_multi = stack_multi.pop();
                for(int i = 0; i < cur_multi; i++) tmp.append(res);
                res = new StringBuilder(stack_res.pop() + tmp);
            }
            else if(c >= '0' && c <= '9') multi = multi * 10 + Integer.parseInt(c + "");
            else res.append(c);
        }
        return res.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 **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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