leetcode32

最新推荐文章于 2024-05-02 04:18:09 发布

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分类专栏： leetcode 文章标签： leetcode dp

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/zhangxiao93/article/details/49103569

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leetcode32 ----------------longest valid parentheses

这道题目是找子串中最长匹配括号子串的长度，题目给的提示是动态规划，使用动态规划解题不是很熟，困扰了我很久。

只有硬着头皮用栈来做了。

这里给出三个解法，第一个是自己撸的，后两个是为了学习的。

我的思路是：
对于一长串括号来说，它存在两种情况：一种长串完全匹配，此时返回子串长度；一种是存在一些让串不匹配的字符，这样我们记录他们的索引，最后，夹在这些不匹配的字符的串就是匹配子串，我们索引相减即得到子串长度，再由此求出最长。
对于第二种情况，举个例子：
例如现在输入：”()()(()()()(((“
其中加黑部分表示不匹配的位置，则现在我们记录他们之间的差，求出最大值，再与第一个不匹配的索引比较（排除前缀匹配情况），最终的结果就是最长匹配串长度。

至于记录这些不匹配括号的位置就简单了：
维护一个栈分为几种情况：
1. 左括号，压栈
2. 右括号，此时如果栈顶为左括号，则弹栈；如果为右括号或者为空，则将右括号压栈（多余的右括号也可能成为让子串不匹配的字符）

代码如下：

class Solution {
public:
	int longestValidParentheses(string s) {
		//维护两个栈，一个是括号，一个是索引
		stack<char> parenthese;
		stack<int>index;
		int len = s.size();
		int i;
		for (i = 0; i < len; i++)
		{
			if (s[i] == '(')//左括号进栈
			{
				index.push(i);
				parenthese.push(s[i]);
			}
			else
			{
				if (!parenthese.empty() && parenthese.top() == '(')//必须同时满足这两个条件，因为右括号也可以作为隔断匹配子串的字符
				{
					index.pop();
					parenthese.pop();
				}
				else//此时将不匹配的不论是左括号还是右括号，都进栈
				{
					index.push(i);
					parenthese.push(s[i]);
				}
			}
		}
		vector<int>myCount;
		if (index.empty())//没有隔断的字符元素
		{
			return len;
		}
		while (!index.empty())//这里用容器来处理较为方便
		{
			myCount.push_back(index.top());
			index.pop();
		}
		int maxCount = myCount[myCount.size() - 1];
		if (myCount.size() > 1)
		{
			for (i = 0; i < myCount.size() - 1; i++)
			{
				maxCount = max(maxCount, myCount[i] - myCount[i + 1] - 1);
			}
		}//循环求两个不匹配元素中间隔的匹配子串长度，并求最大值
		maxCount = max(maxCount, len - myCount[0] - 1);//排除前缀是匹配子串的情况
		return maxCount;
	}
};

网上看了一个非常好的思路，时间复杂度和空间复杂度都是O(n)

http://blog.youkuaiyun.com/linhuanmars/article/details/20439613

看了思路后觉得真是厉害，所以尝试着写了一下，代码：

class Solution {
public:
	int longestValidParentheses(string s) {
		int i;
		stack<int>index;
		int maxCount = 0;
		int startIndex = 0;
		for (i = 0; i < s.size(); i++)
		{
			if (s[i] == '(')
			{
				index.push(i);//左括号进栈
			}
			else if (s[i] == ')')
			{
				if (!index.empty())//非空
				{
					index.pop();//匹配一组弹栈
					if (index.empty())//如果空了，说明当前匹配完成
					{
						maxCount = max(maxCount, i - startIndex + 1);
					}
					else//否则，由当前索引减去栈顶元素索引，表示弹出的元素与当前匹配右括号之间字符长度
					{
						maxCount = max(maxCount, i - index.top());
					}
				}
				else//如果为空，说明上一组最长子串已经匹配完，startIndex滑动到下一个字符
				{
					startIndex = i + 1;
				}
			}
		}
		return maxCount;
	}
};

最后就是动态规划算法。说实话，DP一直是软肋，借这个题也是学习了一波。
动归就要有动归方程，仔细分析这道题，动归方程可以这样描述：
首先dp[i] 表示从s[i]往前推最长能匹配的子串，换句话说，就是到s[i]为止的最长匹配子串后缀。那么当对于下面几种情况进行分析：
1. s[i] ==’(’ s[i]为左括号，dp[i]=0这个很好理解。
2. s[i] ==’)’这就要分情况了
a) 如果s[i-1]是’(’说明已经完成了一次匹配，子串长度为2，但是还要加上dp[i-2]的大小，也就是当前匹配的这对括号前面的最长匹配长度，它们是相连的。
b) 如果s[i-1]是’)’这样不能匹配，则需要考虑s[i-1-dp[i-1]]的情况了，如果s[i-1-dp[i-1]]是一个左括号，则与当前右括号匹配，那么此时我们另dp[i]=dp[i-1]+2，这个2就是刚刚匹配的左右括号。最后还要把dp[i-2-dp[i-1]]值加起来，把相连的最大长度求出来。

代码：

class Solution
{
public:
	int longestValidParentheses(string s) {//dp
		int len = s.size();
		vector<int>dp(len);
		int maxCount = 0;
		for (int i = 0; i < len; i++)
		{
			if (s[i] == '(')
				dp[i] = 0;
			else
			{
				if (i - 1 >= 0)//考虑输入"()"
				{
					if (s[i - 1] == '(')
					{
						dp[i] = 2;
						if (i - 2 >= 0)
						{
							dp[i] += dp[i - 2];
						}
					}
					else
					{
							if (i - dp[i - 1] - 1 >= 0 && s[i - dp[i - 1] - 1] == '(')
							{
								dp[i] = dp[i - 1] + 2;
								if (i - dp[i - 1] - 2 >= 0)
									dp[i] += dp[i - dp[i - 1] - 2];
							}
					}
				}
			}
			maxCount = max(maxCount, dp[i]);
		}
		return maxCount;
	}
};