【LeetCode热题100道笔记】字符串解码

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。
测试用例保证输出的长度不会超过 105。

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”

提示：

• 1 <= s.length <= 30
• s 由小写英文字母、数字和方括号 ‘[]’ 组成
• s 保证是一个 有效 的输入。
• s 中所有整数的取值范围为 [1, 300]

思考

利用栈的先进后出特性处理嵌套的括号结构：遇到右括号时，从栈中弹出最近的左括号及其之间的子串，同时提取前面的数字作为重复次数，将子串按次数重复后重新压入栈中。通过这种方式，从内层到外层逐步解析嵌套结构，最终拼接栈中剩余元素得到结果。

算法过程

1. 初始化栈：用于存储字符、数字和括号
2. 遍历字符串：
   • 若遇到非右括号字符，直接入栈
   • 若遇到右括号]：
     • 弹出栈顶字符，直到遇到左括号[，拼接这些字符得到待重复子串t
     • 弹出左括号[
     • 继续弹出栈顶字符，直到非数字，拼接得到重复次数的字符串numStr
     • 将numStr转换为数字repeatNum，并将子串t重复repeatNum次
     • 将重复后的字符串重新压入栈中
3. 结果处理：遍历结束后，将栈中所有元素拼接即为解码后的字符串

时空复杂度分析

• 时间复杂度：O(N)，其中N是解码后字符串的长度。虽然存在重复拼接操作，但每个字符最终只会被处理一次
• 空间复杂度：O(N)，栈的最大空间取决于解码后字符串的长度和嵌套深度

代码

/**
 * @param {string} s
 * @return {string}
 */
var decodeString = function(s) {
    const stack = [];
    const n = s.length;
    for (let c of s) {
        if (c === ']') {
            let t = '';
            while (stack[stack.length-1] !== '[') {
                t = stack.pop() + t;
            }
            stack.pop(); // [
            let numStr = '';
            while (!isNaN(stack[stack.length-1])) {
                numStr = stack.pop() + numStr;
            }
            const repeatNum  = Number(numStr);
            for (let i = 0; i < repeatNum; i++) {
                stack.push(t);
            }
        } else {
            stack.push(c);
        }

    }

    return stack.join('');
};