leetcode 394. 字符串解码 golang实现

本文介绍了一种解码字符串的算法实现,通过栈结构处理编码规则k[encoded_string],即方括号内的字符串重复k次。文章详细解释了算法流程,包括如何解析数字、处理括号以及重复操作。
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".
思路
利用栈实现
实现
type DecodeStringStruct struct{
	Times int   //
	Res string
}

func decodeString(s string) string {
	stack := make([]DecodeStringStruct, 0)
	var times int
	var res string

	m := map[byte]int{
		'0': 0, '1': 1, '2': 2, '3': 3, '4': 4, '5': 5, '6': 6, '7': 7, '8': 8, '9': 9,
	}

	for i := 0; i < len(s); i++ {
		b := s[i]
		if b >= '0' && b <= '9' {
			times = times*10 + m[b]
		} else if b == '[' {
			st := DecodeStringStruct{Times: times, Res: res}
			stack = append(stack, st)
			res = ""
			times = 0
		} else if b == ']' {
			st := stack[len(stack)-1]
			stack = stack[0 : len(stack)-1]
			res = st.Res + strings.Repeat(res, st.Times)
		} else {
			res = res + string(b)
		}
	}

	return res
}
### 解法分析 LeetCode 394题要求实现字符串解码功能,输入格式为 `k[encoded_string]`,其中 `k` 是正整数,表示重复次数,`encoded_string` 是需要重复的内容。解码后返回重复 `k` 次的字符串。 该问题可以使用 **栈(Stack)** 来解决,主要思路是利用两个栈分别保存当前的数字和字符串状态。遍历输入字符串,遇到数字时保存到数字栈中,遇到字符时拼接到当前字符串,遇到 `[` 时保存当前字符串和数字到栈中,遇到 `]` 时从栈中取出数据进行解码拼接。 --- ### Java 解法实现 以下是一个清晰的实现方式,使用 `LinkedList` 作为栈结构来存储数字和字符串: ```java class Solution { public String decodeString(String s) { LinkedList<Integer> numStack = new LinkedList<>(); LinkedList<String> strStack = new LinkedList<>(); StringBuilder sb = new StringBuilder(); int num = 0; for (char c : s.toCharArray()) { if (Character.isDigit(c)) { num = num * 10 + (c - '0'); } else if (c == '[') { numStack.push(num); strStack.push(sb.toString()); sb = new StringBuilder(); num = 0; } else if (c == ']') { int repeat = numStack.pop(); String temp = sb.toString(); sb = new StringBuilder(); for (int i = 0; i < repeat; i++) { sb.append(temp); } sb.insert(0, strStack.pop()); } else { sb.append(c); } } return sb.toString(); } } ``` --- ### 示例输入与输出 以下是一些测试用例及输出结果: - 输入:`"3[a]2[bc]"` 输出:`"aaabcbc"` - 输入:`"3[a2[c]]"` 输出:`"accaccacc"` - 输入:`"2[abc]3[cd]ef"` 输出:`"abcabccdcdcdef"` 这些测试用例可以验证解码逻辑是否正确[^5]。 --- ### 算法解析 1. **初始化栈**:使用两个栈 `numStack` 和 `strStack` 分别保存当前数字和字符串状态。 2. **数字处理**:遇到数字字符时,将其转换为整数并保存。 3. **左括号处理**:遇到 `[` 时,将当前数字和字符串压入栈中,并重置当前字符串和数字。 4. **右括号处理**:遇到 `]` 时,取出栈顶的数字和字符串,进行解码拼接。 5. **字符处理**:遇到字母时,直接追加到当前字符串中。 --- ### 时间与空间复杂度 - **时间复杂度**:`O(n)`,其中 `n` 是输入字符串的长度。每个字符最多被处理一次。 - **空间复杂度**:`O(n)`,栈和字符串构建的空间开销。 --- ### 递归解法(可选) 除了栈结构,还可以使用递归方法实现字符串解码。递归的核心思想是每次遇到 `[` 时进入下一层递归,遇到 `]` 时返回当前层的结果。 ```java class Solution { private int ptr = 0; public String decodeString(String s) { StringBuilder sb = new StringBuilder(); int num = 0; while (ptr < s.length()) { char c = s.charAt(ptr); if (Character.isDigit(c)) { num = num * 10 + (c - '0'); } else if (c == '[') { ptr++; String decoded = decodeString(s); for (int i = 0; i < num; i++) { sb.append(decoded); } num = 0; } else if (c == ']') { ptr++; return sb.toString(); } else { sb.append(c); } ptr++; } return sb.toString(); } } ``` --- ### 总结 LeetCode 394题的核心在于字符串的嵌套解析,栈结构能够很好地保存当前状态,而递归方法则利用函数调用栈实现类似效果。两种方法都可以高效解决问题,选择哪种方式取决于个人编码习惯和性能需求。 ---
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