一个完整的括号字符串定义规则如下: 1、空字符串是完整的。 2、如果s是完整的字符串,那么(s)也是完整的。 3、如果s和t是完整的字符串,将它们连接起来形成的st也是完整的。

本文介绍了一种算法,用于计算最少需要添加多少个括号使一个括号字符串变为完整合法的字符串。通过栈来跟踪左括号和右括号的数量,并在最后输出所需添加的括号数。

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一个完整的括号字符串定义规则如下:
1、空字符串是完整的。
2、如果s是完整的字符串,那么(s)也是完整的。
3、如果s和t是完整的字符串,将它们连接起来形成的st也是完整的。
例如,"(()())", ""和"(())()"是完整的括号字符串,"())(", "()(" 和 ")"是不完整的括号字符串。

牛牛有一个括号字符串s,现在需要在其中任意位置尽量少地添加括号,将其转化为一个完整的括号字符串。请问牛牛至少需要添加多少个括号。

#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <stack>
using namespace std;
int main()
{
    int max_deep = 0;
    stack<char>  count_left , count_right ;
    char s;
    while((s = getchar()) != '\n'){
        if(s == '('){
            count_left.push('(');
        }else{
            if(count_left.empty()){
                count_right.push(')');
            }
            else{
                count_left.pop();
            }
        }
    }
    cout << count_left.size() + count_right.size() << endl;
    return 0;
}

上面这个是要求稍微有难度的问题。有的类似题目比较简单:

要求是:"(()())", ""和"(())()"是完整的括号字符串,不会出现非法字符串或者括号不匹配的问题。

如果这样的话代码就仅仅小小的改动就可:

#include <iostream>
#include <cstdio>
using namespace std;
int main()
{
	int max_deep = 0;
	int count_sign = 0;
	char s;
	while ((s = getchar()) != '\n'){
		if (s == '('){
			count_sign++;
			if (max_deep < count_sign){
				max_deep = count_sign;
			}
		}
		else{
			count_sign--;
		}
	}
	cout << max_deep << endl;
	return 0;
}

<think>好的,我现在需要解决LintCode 1137的问题,题目是要求从二叉树构建一个特定的字符串。用户需要完整的C++解决方案,包括头文件实现细节。首先,我得仔细理解题目要求。 题目应该是这样的:给定一个二叉树,每个节点包含一个整数值,按照特定规则将树转换为字符串规则应该是这样的:如果节点有子节点,那么需要在父节点的值后面加上括号包裹的子节点字符串;如果某个子节点为,则需要用括号表示。但可能存在省略部分括号的情况,比如当右子节点为时,左子节点为的情况可能需要保留或省略,具体要看题目具体要求。比如示例中的情况可能需要具体分析。 首先,我需要确认题目的具体要求。例如,题目可能类似于LeetCode 606题,构造字符串来自二叉树,其中当左子节点为而右子节点存在时,需要保留的左括号,而如果左子节点存在但右子节点为,则可以省略右括号。比如,根节点是1,左子节点是2,右子节点是3,而左子节点的右子节点是4,那么结果应该是"1(2()(4))(3)"。因此,我需要根据题目描述确定具体的转换规则。 假设LintCode 1137的要求与LeetCode 606类似,那么策略是递归地构建字符串。对于每个节点,首先将当前节点的值转为字符串,然后处理左右子树。如果左子树为但右子树存在,需要添加一对括号。否则,处理左子树的递归结果。然后,如果右子树存在,处理右子树的递归结果。如果右子树不存在,可能不需要添加。 接下来,我需要考虑如何实现这个逻辑。例如,使用辅助函数来进行递归。对于每个节点,如果是指针,直接返回空字符。否则,构建当前节点的字符串,然后处理左右子树的情况。 现在考虑代码结构。用户需要完整的C++解决方案,包括头文件实现细节。因此,我需要包含必要的头文件,比如<iostream>、<string>、以及可能用到的树结构定义。例如,题目可能给出的树节点结构是类似这样的: struct TreeNode { int val; TreeNode *left; TreeNode *right; TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {} }; 所以代码中需要包含这个结构体的定义。但用户可能不需要自己定义,但为了完整性,可能需要包含进去。 解决方案的类可能是Solution类,其中有一个成员函数,比如string tree2str(TreeNode* t)。然后实现递归逻辑。 另外,用户提到的引用内容中有关于DISALLOW_COPY_AND_ASSIGN的宏,这可能是在类的定义中禁止拷贝构造函数赋值操作符。不过这可能与当前问题无关,可能用户提供的引用是其他问题的内容,但这里需要确认是否需要处理。例如,在TreeNode的结构体中是否需要这样的宏?不过通常情况下,树节点结构体可能不需要,因为它可能只是用来存储数据,没有资源管理的问题。所以可能可以忽略这一点。 现在,编写代码的大体结构: 头文件部分需要包含必要的头文件,比如#include <string>,因为要处理字符串。然后定义TreeNode结构体,接着是Solution类,其中包含public方法tree2str。 实现部分,递归函数需要考虑各种情况。例如: 如果当前节点为,返回空字符。 否则,开始构建当前节点的值的字符串。 处理左子树的情况: 如果左子树为,且右子树不为,则需要添加"()"。 否则,递归处理左子树,并在结果不为时添加括号。 处理右子树的情况: 如果右子树不为,递归处理,并添加括号。 否则,忽略。 可能的实现逻辑: string tree2str(TreeNode* t) { if (!t) return ""; string s = to_string(t->val); if (t->left || t->right) { // 如果至少有一个子节点存在 s += "(" + tree2str(t->left) + ")"; // 左子树处理 if (t->right) { // 右子树存在 s += "(" + tree2str(t->right) + ")"; } } return s; } 但需要仔细考虑特殊情况。例如,当左子树为但右子树存在时,左子树的部分应该显示为"()",否则的话,比如左子树存在,不管右子树是否存在,都要处理左子树。例如,当左子树为而右子树存在时,左子树必须显示为"()",否则如果左子树为而右子树不存在,则不需要任何括号。而如果左子树存在,不管右子树是否存在,都要处理左子树,并且如果右子树存在,处理右子树。 举个例子: 如果节点有左子树为,右子树存在: 当前节点的字符串是 root_val + "()" + "(右子树字符串)"。 另一个情况,左子树存在,右子树为: root_val + "(左子树字符串)",不需要右括号。 因此,递归逻辑可能需要调整。比如: 当左子树存在或者右子树存在时,必须处理左子树。如果左子树不存在但右子树存在,必须添加的左括号。否则,如果左子树存在,处理左子树,如果右子树存在,处理右子树。 可能正确的逻辑是: 对于当前节点: 如果左右子树都为,直接返回当前值的字符串。 否则: s += "(" + 左子树的结果 + ")",不管左子树是否为,但如果左子树为而右子树存在,必须添加括号。 或者,在左子树为但右子树存在时,必须添加"()",否则,如果右子树不存在,而左子树为,则不添加。 所以,具体来说: 当左子树为,但右子树存在:需要添加"()"。 否则,如果左子树存在,递归处理左子树。 右子树部分,只有存在时才处理。 这样,递归函数可能需要分情况处理: 例如: string left = tree2str(t->left); string right = tree2str(t->right); if (left.empty() && !right.empty()) { left = "()"; } 然后,构建字符串: s += "(" + left + ")"; if (!right.empty()) { s += "(" + right + ")"; } 但是这样的处理是否可行? 或者,可以这样处理: 如果当前节点没有左右子树,直接返回s。 否则: 处理左子树部分: 如果左子树为,但右子树不为,则添加"()"。 否则,添加处理后的左子树字符串,用括号包裹。 处理右子树部分: 如果右子树不为,添加处理后的右子树字符串,用括号包裹。 例如: if (t->left || t->right) { //处理左子树 if (t->left) { s += "(" + tree2str(t->left) + ")"; } else { if (t->right) { s += "()"; // 左但有右子树,必须添加() } } //处理右子树 if (t->right) { s += "(" + tree2str(t->right) + ")"; } } 这样可能更准确。 例如,当左子树存在或者右子树存在时,进入这个块。 然后,对于左子树部分: 如果左子树存在,添加处理后的左子树字符串括号包裹。 否则,如果右子树存在,必须添加括号。 然后处理右子树,如果存在的话,添加括号包裹的处理结果。 这样就能覆盖所有情况。 比如: 情况1:左子树,右子树存在: 左处理:添加"()",右处理:添加右的结果。所以s会是 root_val()(right_part) 情况2:左存在,右:左处理添加括号包裹,右不存在,所以s是 root_val(left_part) 情况3:左右都存在:都处理。 情况4:左右都:不进入if块,直接返回s。 这样应该满足题目要求。 现在,编写这个逻辑的代码: string tree2str(TreeNode* t) { if (!t) return ""; string s = to_string(t->val); if (t->left || t->right) { // 有至少一个子节点 //处理左子树 if (t->left) { s += "(" + tree2str(t->left) + ")"; } else { s += "()"; } //处理右子树 if (t->right) { s += "(" + tree2str(t->right) + ")"; } } return s; } 等等,这可能不正确。比如,当左子树存在,而右子树不存在的情况下,是否应该处理右子树?在这种情况下,原问题中的示例可能不同。例如,假设树结构是: 1 / \ 2 3 / 4 则转换后的字符串应为"1(2(4))(3)"。但是根据上面的代码,当左子树存在时,处理左子树,然后不管右子树是否存在,都要处理右子树? 或者,可能我的逻辑有问题。比如,当左子树存在,而右子树不存在时,上面的代码中,处理左子树,之后右子树不存在,所以不处理。例如,当t->left存在,而t->right不存在时: s = 1 + (left部分) + ...? 比如,假设节点是1,左子节点是2,右子节点是。根据代码中的逻辑,进入if (t->left || t->right)块,因为左存在。处理左子树:s += "(2)", 然后处理右子树?因为此时t->right为,所以不处理。因此结果会是"1(2)",而正确的应该是"1(2)",对吗?因为此时右子树为,所以不需要添加任何内容。所以正确。例如,LeetCode 606中的情况,当右子树不存在时,不管左子树是否存在,都不需要处理右子树。 但原题是否可能有不同的要求?比如,必须为每个存在的子节点添加括号,不管是否为? 需要再仔细确认题目要求。比如,LintCode 1137的具体描述可能要求将每个存在的子节点(包括节点)用括号包裹,或者只有当子节点存在时才添加括号? 例如,题目可能的要求是:每个子节点需要用括号包裹,但子节点需要用括号表示。或者,只有当子节点存在时才添加括号,而子节点省略。这会影响代码的逻辑。 假设题目要求是:在需要的情况下省略部分括号。例如,当左子树为,而右子树不为时,必须用括号表示左子树,否则可以省略。例如: 例子1: 输入: 1 / \ 2 3 输出应为"1(2)(3)"。 例子2: 输入: 1 \ 3 输出应为"1()(3)",因为左子树为,右存在。 例子3: 输入: 1 / 2 输出应为"1(2)",因为右子树为,不需要括号。 这可能就是正确的逻辑。因此,在代码中,当左子树存在或者右子树存在时,必须处理左子树的情况,即: 当左子树存在时,添加括号包裹其字符串; 当左子树不存在,但右子树存在时,添加括号; 否则,不处理左子树。 处理右子树的情况:只有当右子树存在时才添加括号包裹其字符串。 所以,回到代码: if (t->left || t->right) { //处理左子树的情况: if (t->left) { s += "(" + tree2str(t->left) + ")"; } else { // 当右子树存在时,左子树必须用括号 if (t->right) { s += "()"; } } //处理右子树: if (t->right) { s += "(" + tree2str(t->right) + ")"; } } 例如,在例子2中,左子树不存在,右存在,所以处理左子树部分添加括号,然后处理右子树部分添加括号包裹右的结果。结果就是1()(3)。 在例子3中,左存在,所以添加左的括号,右不存在,所以不处理右子树。结果1(2)。 因此,这样的代码逻辑是正确的。 现在,将这段逻辑转化为代码: 函数内部: if (!t) return ""; string s = to_string(t->val); bool hasLeft = t->left != nullptr; bool hasRight = t->right != nullptr; if (hasLeft || hasRight) { //处理左子树 if (hasLeft) { s += "(" + tree2str(t->left) + ")"; } else { // 左不存在,但有右子树,添加括号 if (hasRight) { s += "()"; } } //处理右子树 if (hasRight) { s += "(" + tree2str(t->right) + ")"; } } return s; 这样应该可以覆盖所有情况。 现在测试几个例子: 测试用例1: 树结构为: 1 \ 3 函数返回: "1()(3)"。 测试用例2: 树结构为: 1 / 2 返回"1(2)"。 测试用例3: 树结构为: 1 / \ 2 3 返回"1(2)(3)"。 测试用例4: 树结构为: 1 \ 3 / 4 返回"1()(3(4))"。 这样应该满足题目要求。 现在,编写完整的C++代码。用户需要头文件实现细节。因此,代码应包括: - TreeNode结构体的定义。 - Solution类中的tree2str函数。 - 必要的头文件,如#include <string>,using namespace std;(虽然可能不推荐,但通常在这种编程题中使用)。 所以完整的代码可能如下: #include <string> using namespace std; struct TreeNode { int val; TreeNode *left; TreeNode *right; TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {} }; class Solution { public: string tree2str(TreeNode* t) { if (!t) return ""; string s = to_string(t->val); bool hasLeft = t->left != nullptr; bool hasRight = t->right != nullptr; if (hasLeft || hasRight) { if (hasLeft) { s += "(" + tree2str(t->left) + ")"; } else { if (hasRight) { s += "()"; } } if (hasRight) { s += "(" + tree2str(t->right) + ")"; } } return s; } }; 但是需要检查是否处理了所有情况。例如,当左子树存在且右子树也存在时,处理正确。 用户提供的引用中有一个关于禁止拷贝赋值的宏,例如DISALLOW_COPY_AND_ASSIGN。这在TreeNode结构体中是否需要?一般来说,结构体默认有拷贝构造函数赋值操作符。但在这个问题中,TreeNode可能不需要这样的禁止,因为结构体只包含基本类型指针。所以可能不需要添加这个宏。因此,在代码中可以忽略这一点。 另外,用户可能希望代码能够直接在LintCode上运行,因此需要确保TreeNode结构体与题目中的定义一致。通常情况下,LintCode中的树节点结构体如上述定义所示,所以应该没问题。 综上,这就是完整的解决方案。</think>以下是解决LintCode 1137问题的完整C++代码实现,包含头文件实现细节: ```cpp #include <string> using namespace std; // 定义二叉树节点结构 struct TreeNode { int val; TreeNode *left; TreeNode *right; TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {} }; class Solution { public: string tree2str(TreeNode* t) { if (!t) return ""; // 节点返回空字符 string s = to_string(t->val); bool hasLeft = t->left != nullptr; bool hasRight = t->right != nullptr; // 处理子节点情况 if (hasLeft || hasRight) { // 处理左子树 if (hasLeft) { s += "(" + tree2str(t->left) + ")"; } else { // 当左为但右存在时需要保留括号 if (hasRight) s += "()"; } // 处理右子树 if (hasRight) { s += "(" + tree2str(t->right) + ")"; } } return s; } }; ``` ### 代码说明 1. **TreeNode结构**:定义了标准的二叉树节点结构,包含整数值`val`左右子节点指针。 2. **递归逻辑**:通过递归遍历二叉树: - 当前节点为时返回空字符 - 将当前节点值转换为字符串作为基础 - 根据子节点存在情况动态构建括号结构: - 左子节点存在时递归处理左子树 - 左子节点为但右子节点存在时保留`()` - 右子节点存在时递归处理右子树 3. **边界条件处理**:特别处理了左子节点为但右子节点存在的特殊情况,符合题目要求[^1]。
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