LeetCode hot 100—字符串解码

题目

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

示例 1：

输入：s = "3[a]2[bc]"
输出："aaabcbc"

示例 2：

输入：s = "3[a2[c]]"
输出："accaccacc"

示例 3：

输入：s = "2[abc]3[cd]ef"
输出："abcabccdcdcdef"

示例 4：

输入：s = "abc3[cd]xyz"
输出："abccdcdcdxyz"

分析

栈可以帮助我们处理嵌套的编码结构，当遇到左括号时，将之前的状态（包括当前的重复次数和已经解码的字符串）压入栈中，当遇到右括号时，从栈中弹出之前的状态并进行解码操作。

辅助栈

整体思路

遇到数字：如果当前字符是数字，将其转换为整数并更新 k。由于重复次数可能是多位数，需要将之前的结果乘以 10 再加上当前数字。

遇到左括号：将当前的重复次数 k 压入 countStack，将当前字符串 currentString 压入 stringStack，然后重置 currentString 和 k。

遇到右括号：从 countStack 中弹出重复次数 repeatCount，从 stringStack 中弹出之前的字符串 decodedString。将 currentString 重复 repeatCount 次并添加到 decodedString 中，更新 currentString。

遇到普通字符：将当前字符添加到 currentString 中。

时间复杂度：O()，  是输入字符串的长度

空间复杂度：O()， 是栈的最大深度

class Solution {
public:
    string decodeString(string s) {
        std::stack<int> countStack;
        std::stack<std::string> stringStack;
        std::string currentString;
        int k = 0;
        for (char ch : s) {
            if (std::isdigit(ch)) {
                // 处理数字，可能是多位数
                k = k * 10 + (ch - '0');
            } else if (ch == '[') {
                // 遇到左括号，将重复次数和当前字符串压入栈中
                countStack.push(k);
                stringStack.push(currentString);
                // 重置当前字符串和重复次数
                currentString = "";
                k = 0;
            } else if (ch == ']') {
                // 遇到右括号，进行解码操作
                std::string decodedString = stringStack.top();
                stringStack.pop();
                int repeatCount = countStack.top();
                countStack.pop();

                for (int i = 0; i < repeatCount; ++i) {
                    decodedString += currentString;
                }
                currentString = decodedString;
            } else {
                // 遇到普通字符，添加到当前字符串中
                currentString += ch;
            }
        }
        return currentString;
    }
};    

知识充电

isdigit() 函数

isdigit 函数是 C 和 C++ 标准库中的一个字符处理函数，用于判断一个字符是否为十进制数字字符。isdigit 函数用于检查传入的字符 c 是否为十进制数字字符，也就是字符 '0' 到 '9' 中的任意一个。如果 c 是十进制数字字符，函数返回一个非零值（通常为非零整数，表示真）；如果 c 不是十进制数字字符，函数返回 0（表示假）。

#include <iostream>
#include <cctype>

int main() {
    char ch1 = '5';
    char ch2 = 'A';
    if (std::isdigit(ch1)) {
        std::cout << ch1 << " 是一个数字字符。" << std::endl;
    } else {
        std::cout << ch1 << " 不是一个数字字符。" << std::endl;
    }
    if (std::isdigit(ch2)) {
        std::cout << ch2 << " 是一个数字字符。" << std::endl;
    } else {
        std::cout << ch2 << " 不是一个数字字符。" << std::endl;
    }
    return 0;
}