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:
s = "3[a]2[bc]", 返回 "aaabcbc".
s = "3[a2[c]]", 返回 "accaccacc".
s = "2[abc]3[cd]ef", 返回 "abcabccdcdcdef".

解法一：辅助栈法

本题难点在于括号内嵌套括号，需要从内向外生成与拼接字符串，这与栈的先入后出特性对应。

算法流程：

  • 构建辅助栈 stack， 遍历字符串 s 中每个字符 c；
    • 当 c 为数字时，将数字字符转化为数字 multi，用于后续倍数计算；
    • 当 c 为字母时，在 res 尾部添加 c；
    • 当 c 为 [ 时，将当前 multi 和 res 入栈，并分别置空置 0：
      • 记录此 [ 前的临时结果 res 至栈，用于发现对应 ] 后的拼接操作；
      • 记录此 [ 前的倍数 multi 至栈，用于发现对应 ] 后，获取 multi × [...] 字符串。
      • 进入到新 [ 后，res 和 multi 重新记录。
    • 当 c 为 ] 时，stack 出栈，拼接字符串 res = last_res + cur_multi * res，其中:
      • last_res是上个 [ 到当前 [ 的字符串，例如 "3[a2[c]]" 中的 a；
      • cur_multi是当前 [ 到 ] 内字符串的重复倍数，例如 "3[a2[c]]" 中的 2。
  • 返回字符串 res。
public static String decodeString(String s) {
    StringBuilder res = new StringBuilder();
    int multi = 0;

    LinkedList<Integer> stack_multi = new LinkedList<>();
    LinkedList<String> stack_res = new LinkedList<>();
    for (Character c : s.toCharArray()) {
        if (c == '[') {
            stack_multi.addLast(multi);
            stack_res.addLast(res.toString());
            multi = 0;
            res = new StringBuilder();
        } else if (c == ']') {
            StringBuilder tmp = new StringBuilder();
            //当前 [ 到 ] 内字符串的重复倍数，例如 "3[a2[c]]" 中的 2。
            int cur_multi = stack_multi.removeLast();
            for (int i = 0; i < cur_multi; i++) tmp.append(res);
            //stack_res.removeLast()为 上个 [ 到当前 [ 的字符串，例如 "3[a2[c]]" 中的 a
            res = new StringBuilder(stack_res.removeLast() + tmp);
        } else if (c >= '0' && c <= '9') multi = multi * 10 + Integer.parseInt(c + "");
        else res.append(c);
    }
    return res.toString();
}

解法二：递归法

  • 总体思路与辅助栈法一致，不同点在于将 [ 和 ] 分别作为递归的开启与终止条件：

  • 当 s[i] == ']' 时，返回当前括号内记录的 res 字符串与 ] 的索引 i （更新上层递归指针位置）；

  • 当 s[i] == '[' 时，开启新一层递归，记录此 [...] 内字符串 tmp 和递归后的最新索引 i，并执行 res + multi * tmp 拼接字符串。

  • 遍历完毕后返回 res。

public String decodeString(String s) {
    return dfs(s, 0)[0];
}

private String[] dfs(String s, int i) {
    StringBuilder res = new StringBuilder();
    int multi = 0;
    //这里不能用for i in range(len(s)),因为递归调用时，新的循环不从0开始从i开始
    while (i < s.length()) {
        if (s.charAt(i) >= '0' && s.charAt(i) <= '9')
            multi = multi * 10 + Integer.parseInt(String.valueOf(s.charAt(i)));
        else if (s.charAt(i) == '[') {//遇到'['开始将后续的string递归
            String[] tmp = dfs(s, i + 1);
            i = Integer.parseInt(tmp[0]);
            while (multi > 0) {
                res.append(tmp[1]);
                multi--;
            }
        } else if (s.charAt(i) == ']')//遇到']'到达递归边界，结束递归，返回新i和处理好的内层res
            return new String[]{String.valueOf(i), res.toString()};
        else//遇到其他，则当字母串处理
            res.append(String.valueOf(s.charAt(i)));
        i++;
    }
    return new String[]{res.toString()};
}

转载leetcode

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