Generate Parentheses

本文介绍了一个典型的深度优先搜索(DFS)问题,即如何生成所有有效的括号组合。当输入为整数n时,该算法会生成长度为2n的所有合法括号组合。文章详细展示了使用字符数组作为缓冲区进行递归搜索的过程。

Given n pairs of parentheses, write a function to generate all combinations of well-formed parentheses.

For example, given n = 3, a solution set is:

"((()))", "(()())", "(())()", "()(())", "()()()"

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思路 : 典型的 dfs 问题, 用 char [] 做buffer 最好

易错点: 添加右括号时候, 注意检查 left >right。 还有最后是  left == right && left == n 

public class Solution {
    public List<String> generateParenthesis(int n) {
        List<String> ret = new ArrayList<String>();
        char[] buffer = new char[2 * n];
        dfs(n, 0, 0, buffer, ret);
        return ret;
    }
    
    private void dfs(int n, int left, int right, char[] buffer, List<String> ret){
        if(left == right && left == n){//-----
            ret.add(new String(buffer));
            return;
        }
        if(left < n){
            buffer[left + right] = '(';
            dfs(n, left + 1, right, buffer, ret);
        }
        if(right < n && right < left){//-----
            buffer[left + right] = ')';
            dfs(n, left, right + 1, buffer, ret);
        }
    }
}


在车辆工程中,悬架系统的性能评估和优化一直是研究的热点。悬架不仅关乎车辆的乘坐舒适性,还直接影响到车辆的操控性和稳定性。为了深入理解悬架的动态行为,研究人员经常使用“二自由度悬架模型”来简化分析,并运用“传递函数”这一数学工具来描述悬架系统的动态特性。 二自由度悬架模型将复杂的车辆系统简化为两个独立的部分:车轮和车身。这种简化模型能够较准确地模拟出车辆在垂直方向上的运动行为,同时忽略了侧向和纵向的动态影响,这使得工程师能够更加专注于分析与优化与垂直动态相关的性能指标。 传递函数作为控制系统理论中的一种工具,能够描述系统输入和输出之间的关系。在悬架系统中,传递函数特别重要,因为它能够反映出路面不平度如何被悬架系统转化为车内乘员感受到的振动。通过传递函数,我们可以得到一个频率域上的表达式,从中分析出悬架系统的关键动态特性,如系统的振幅衰减特性和共振频率等。 在实际应用中,工程师通过使用MATLAB这类数学软件,建立双质量悬架的数学模型。模型中的参数包括车轮质量、车身质量、弹簧刚度以及阻尼系数等。通过编程求解,工程师可以得到悬架系统的传递函数,并据此绘制出传递函数曲线。这为评估悬架性能提供了一个直观的工具,使工程师能够了解悬架在不同频率激励下的响应情况。
#include <cassert> /// for assert #include <iostream> /// for I/O operation #include <vector> /// for vector container /** * @brief Backtracking algorithms * @namespace backtracking */ namespace backtracking { /** * @brief generate_parentheses class */ class generate_parentheses { private: std::vector<std::string> res; ///< Contains all possible valid patterns void makeStrings(std::string str, int n, int closed, int open); public: std::vector<std::string> generate(int n); }; /** * @brief function that adds parenthesis to the string. * * @param str string build during backtracking * @param n number of pairs of parentheses * @param closed number of closed parentheses * @param open number of open parentheses */ void generate_parentheses::makeStrings(std::string str, int n, int closed, int open) { if (closed > open) // We can never have more closed than open return; if ((str.length() == 2 * n) && (closed != open)) { // closed and open must be the same return; } if (str.length() == 2 * n) { res.push_back(str); return; } makeStrings(str + ')', n, closed + 1, open); makeStrings(str + '(', n, closed, open + 1); } /** * @brief wrapper interface * * @param n number of pairs of parentheses * @return all well-formed pattern of parentheses */ std::vector<std::string> generate_parentheses::generate(int n) { backtracking::generate_parentheses::res.clear(); std::string str = "("; generate_parentheses::makeStrings(str, n, 0, 1); return res; } } // namespace backtracking /** * @brief Self-test implementations * @returns void */ static void test() { int n = 0; std::vector<std::string> patterns; backtracking::generate_parentheses p; n = 1; patterns = {{"()"}}; assert(p.generate(n) == patterns); n = 3; patterns = {{"()()()"}, {"()(())"}, {"(())()"}, {"(()())"}, {"((()))"}}; assert(p.generate(n) == patterns); n = 4; patterns = {{"()()()()"}, {"()()(())"}, {"()(())()"}, {"()(()())"}, {"()((()))"}, {"(())()()"}, {"(())(())"}, {"(()())()"}, {"(()()())"}, {"(()(()))"}, {"((()))()"}, {"((())())"}, {"((()()))"}, {"(((())))"}}; assert(p.generate(n) == patterns); std::cout << "All tests passed\n"; } /** * @brief Main function * @returns 0 on exit */ int main() { test(); // run self-test implementations return 0; } 解释一下这段代码?
03-08
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