Leetcode 简化路径

算法思想：简化路径

这段代码的目标是将给定的Unix风格的路径字符串简化为标准化的路径。以下是算法的详细解释：

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1. 使用栈来模拟路径导航

• 栈（Stack） 是一个先进后出的数据结构，可以很好地模拟路径的导航过程。例如：
  • 遇到 .. 表示回到上一级目录，我们可以通过弹出栈的顶部元素（回退到上一级目录）。
  • 遇到正常的目录名时，入栈，表示进入该目录。
  • 遇到 . 或空字符串时，表示当前目录或者无意义字符，不需要任何操作。

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2. 将路径分割成组件

使用 String.split("/") 方法，将输入路径根据斜杠 / 分割成若干部分。例如：

• 输入路径 /a/./b/../../c/ 会被分割为：
  ["", "a", ".", "b", "..", "..", "c", ""]
• 通过遍历这些分割后的组件，我们逐步简化路径。

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3. 遍历路径组件并处理规则

在遍历每个组件时，依据以下规则处理：

• 忽略无意义的部分：
  • 空字符串 "" 和单点 . 表示当前目录，不需要任何操作，直接跳过。
• 处理双点 ..：
  • 表示返回上一级目录。如果栈不为空，弹出栈顶元素（即从当前路径返回上一级目录）。
  • 如果栈为空，说明已经在根目录，.. 不会进一步影响路径。
• 处理有效目录名：
  • 如果是普通的目录名（例如 a 或 b），将其压入栈中，表示进入该目录。

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4. 重建简化后的路径

当所有组件处理完毕后，栈中保存的是简化路径的每一级目录。将栈中的目录从底到顶依次用 / 拼接起来，形成最终的结果。

• 如果栈为空（例如输入路径是 /../），返回根目录 /。

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代码中的逻辑分步解释

(1) 初始化栈与分割路径

Deque<String> stack = new LinkedList<>();
String[] components = path.split("/");

• 使用栈来记录路径。
• 将路径分割为目录名的数组，便于逐一处理。

(2) 遍历路径组件

for (String component : components) {
    if (component.equals("") || component.equals(".")) {
        continue; // 忽略空字符串和"."
    } else if (component.equals("..")) {
        if (!stack.isEmpty()) {
            stack.pop(); // 返回上一级目录
        }
    } else {
        stack.push(component); // 入栈有效目录名
    }
}

• 遍历每个分割的路径组件，按照规则进行处理。
• 忽略无意义的部分，遇到 .. 时弹栈，遇到普通目录名时入栈。

(3) 重建路径

StringBuilder result = new StringBuilder();
for (String dir : stack) {
    result.insert(0, "/" + dir); // 从栈底到栈顶拼接路径
}
return result.length() > 0 ? result.toString() : "/";

• 从栈中逐一取出元素，拼接成简化路径。
• 如果栈为空，说明路径已经简化到根目录 /。

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5. 测试用例的解释

• 用例 1:

  simplifyPath("/home/")
  

  处理过程：

  • 分割为：["", "home", ""]
  • 栈操作：push("home")
  • 重建路径：/home

• 用例 2:

  simplifyPath("/../")
  

  处理过程：

  • 分割为：["", "..", ""]
  • 栈为空时遇到 ..，保持不变
  • 重建路径：/

• 用例 3:

  simplifyPath("/a/./b/../../c/")
  

  处理过程：

  • 分割为：["", "a", ".", "b", "..", "..", "c", ""]
  • 栈操作：
    1. push("a")
    2. 忽略 .
    3. push("b")
    4. 遇到 ..，弹出 "b"
    5. 遇到 ..，弹出 "a"
    6. push("c")
  • 重建路径：/c

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6. 算法复杂度分析

• 时间复杂度: ( O(n) )

  • 分割字符串的复杂度为 ( O(n) )，每个路径组件遍历一次。
  • 栈的入栈和出栈操作平均为 ( O(1) )。

• 空间复杂度: ( O(n) )

  • 使用栈存储路径组件，最坏情况下栈中存储所有有效目录名。

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总结

这段代码通过栈巧妙地处理路径简化问题，遵循了Unix风格路径的规则，能够有效地处理各种边界情况，是一种简洁高效的实现方式。

java 实现

class Solution {
    public String simplifyPath(String path) {
        Deque<String> stack = new LinkedList<>(); //Deque是双端队列
        String[] components = path.split("/");
        for(String component : components) {
            if(component.equals(".") || component.equals("")) {
                continue;   
            } else if(component.equals("..")) {
                if(!stack.isEmpty()) {
                    stack.pop();
                }
            } else {
                stack.push(component);  
            }
        }
        
        StringBuilder result = new StringBuilder();
        for(String dir:stack) {
            result.insert(0, "/" + dir); //0是偏移量,在字符串最左端插入
        }
        return result.length() > 0 ? result.toString() : "/";
    }
}