LeetCode - 字符串解码

本文详细解析了一种解码字符串的算法,通过使用栈来处理嵌套的编码字符串,如'k[encoded_string]',其中encoded_string重复k次。文章提供了Python实现的代码示例,展示了如何正确处理括号配对和字符重复。

一. 题目描述

给定一个经过编码的字符串,返回它解码后的字符串。

编码规则为: k[encoded_string],表示其中方括号内部的 encoded_string 正好重复 k 次。注意 k 保证为正整数。

你可以认为输入字符串总是有效的;输入字符串中没有额外的空格,且输入的方括号总是符合格式要求的。

此外,你可以认为原始数据不包含数字,所有的数字只表示重复的次数 k ,例如不会出现像 3a 或 2[4] 的输入。

示例:

s = "3[a]2[bc]", 返回 "aaabcbc".
s = "3[a2[c]]", 返回 "accaccacc".
s = "2[abc]3[cd]ef", 返回 "abcabccdcdcdef".

二. 解法

  其实像这种括号题,很容易就能想到要用栈,但是想到用栈还是不够的,因为有嵌套的问题需要再考虑,然后我就写了一个极其麻烦的代码,不是这里错就是那里错的那种,最后还是看了大佬的代码,才知道,考虑嵌套的同时,也需要先认为连续的字符和单个字符在本题中,属于完全相同的东西,那么,长短字符就没与区别了,解决一个问题,那么要怎么解决嵌套的问题呢?想了好久,后来看了大佬的代码才知道,左括号也要入栈,这样就能与右括号作为一对成对的开关,这本应该是极其简单的思路,但是却因为想了太多怎么才能省略操作,然后我从一开始就没有把左括号入栈,导致后面全部都做不对,不过看到这里,其实也会发现,其实长字符就算是拆开成单个字符进行保存其实也是可以的,并不影响。

三. 代码

class Solution:
    def decodeString(self, s: str) -> str:
        stack = []
        res = ''
        for i, _s in enumerate(s):
            if _s != ']':  # 不是右括号就一直进栈
                stack.append(_s)
            else:
                string = ''  # 先收集要加倍的字符串
                while not stack[-1].isnumeric():
                    string = stack.pop()+string
                times = ''  # 再收集加倍倍数
                while stack and stack[-1].isnumeric():
                    times = stack.pop()+times
                if times:  # 如果有倍数则加倍
                    string = string[1:]*int(times)
                if stack:  # 还有没处理完的上级,把处理好的字符串入栈等待处理
                    stack.append(string)
                else:  # 前面的字符串处理完毕了,直接把字符串加入答案
                    res += string
        return res+''.join(stack)  # 最后可能有没有右括号收尾的字符串

# 作者:mai-mai-mai-mai-zi
# 链接:https://leetcode-cn.com/problems/two-sum/solution/pythonzhan-by-mai-mai-mai-mai-zi/
# 来源:力扣(LeetCode)
# 著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处。

四. 参考资料

1. leetcode: https://leetcode-cn.com/explore/learn/card/queue-stack/220/conclusion/890/

2. leetcode-题解:https://leetcode-cn.com/problems/decode-string/solution/pythonzhan-by-mai-mai-mai-mai-zi/

LeetCode 394字符串解码问题中,C++递归解决方案的核心在于每次递归要取出数字以及对应括号里的内容,递归完成之后,将其按循环次数添加到结果字符串中。以下是两种不同的C++递归实现代码: 第一种实现方式: ```cpp class Solution { public: string decodeString(string s) { // 题意编码的实现,是递归的过程 int pos = 0; return dfs(s, pos); } // 每次递归要做的事:取出数字,以及对应括号里的内容,递归完成之后,循环次数添加到res中 // 注意点:[ 、]符号的跳过 string dfs(string& s, int& pos) { string res = ""; while (pos < s.size() && s[pos] != ']') { if (isalpha(s[pos])) res += s[pos++]; else if (isdigit(s[pos])) { // 没到数字,就确定完数字向后递归 int cnt = 0; while (isdigit(s[pos])) cnt = cnt * 10 + s[pos++] - '0'; pos++; // 最后一次终止条件在[ , 否则递归时不满足while条件,直接退出 string y = dfs(s, pos); pos++; // pos++用于去除] for (int i = 0; i < cnt; i++) res += y; } } return res; } }; ``` 这种实现方式在`dfs`函数里,利用`while`循环遍历字符串,根据字符是字母还是数字进行不同处理。遇到字母直接添加到结果字符串,遇到数字则先解析出重复次数,递归处理括号内的字符串,最后按次数添加到结果中。 第二种实现方式: ```cpp class Solution { private: int get_digit(string& s, int &index) { int num = 0; while (index < s.length() && isdigit(s[index])) num = num * 10 + s[index++] - '0'; return num; } string get_str(string& s, int &index) { // 递归的出口,前一个很容易想到,后一个作为递归出口的条件,更加方便 if (index >= s.length() || ']' == s[index]) return ""; string str; if (isdigit(s[index])) { // 如果是数字,先获取重复的次数,再获取字符串 int cnt = get_digit(s, index); // 获取重复的次数 index++; // 精髓,跳过'['符号 string temp = get_str(s, index); // 获取下一个字符串 index++; // 精髓,跳过']'符号 while (cnt--) str += temp; // 重复添加字符串 } else { // 如果不是数字,则直接获取字符串 while (isalpha(s[index])) str += s[index++]; } // 返回这一次的结果+后面的结果 return str + get_str(s, index); } public: string decodeString(string s) { int i = 0; return get_str(s, i); } }; ``` 此实现方式通过`get_digit`函数解析重复次数,`get_str`函数进行递归处理。当遇到数字时,先获取重复次数,跳过`[`,递归处理括号内字符串,再跳过`]`,最后按次数添加;遇到字母则直接添加到结果字符串。最终返回当前处理结果与后续递归结果的拼接。
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