0394. 字符串解码

题目地址(394. 字符串解码)

https://leetcode-cn.com/problems/decode-string/

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。

 

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"

前置知识

• 栈

• 括号匹配

使用栈

思路

题目要求将一个经过编码的字符解码并返回解码后的字符串。题目给定的条件是只有四种可能出现的字符

1. 字母

2. 数字

3. [

4. ]

并且输入的方括号总是满足要求的（成对出现），数字只表示重复次数。

那么根据以上条件，可以看出其括号符合栈先进后出的特性以及递归的特质，稍后我们使用递归来解。

那么现在看一下迭代的解法。

我们可以利用 stack 来实现这个操作，遍历这个字符串 s，判断每一个字符的类型：

• 如果是字母 --> 添加到 stack 当中

• 如果是数字 --> 先不着急添加到 stack 中 --> 因为有可能有多位

• 如果是 [ --> 说明重复字符串开始 --> 将数字入栈 --> 并且将数字清零

• 如果是 ] --> 说明重复字符串结束 --> 将重复字符串重复前一步储存的数字遍

拿题目给的例子s = "3[a2[c]]" 来说：

在遇到 】 之前，我们不断执行压栈操作：

当遇到 】的时候，说明我们应该出栈了，不断出栈知道对应的【，这中间的就是 repeatStr。

但是要重复几次呢？ 我们需要继续出栈，直到非数字为止，这个数字我们记录为 repeatCount。

而最终的字符串就是 repeatCount 个 repeatStr 拼接的形式。 并将其看成一个字母压入栈中。

继续，后面的逻辑是一样的：

（最终图）

代码

代码支持：Python

Python：

class Solution:
    def decodeString(self, s: str) -> str:
        stack = []
        for c in s:
            if c == ']':
                repeatStr = ''
                repeatCount = ''
                while stack and stack[-1] != '[':
                    repeatStr = stack.pop() + repeatStr
                # pop 掉 "["
                stack.pop()
                while stack and stack[-1].isnumeric():
                    repeatCount = stack.pop() + repeatCount
                stack.append(repeatStr * int(repeatCount))
            else:
                stack.append(c)
        return "".join(stack)

复杂度分析

• 时间复杂度：$O(N)$，其中 N 为解码后的 s 的长度。

• 空间复杂度：$O(N)$，其中 N 为解码后的 s 的长度。

递归

思路

递归的解法也是类似。由于递归的解法并不比迭代书写简单，以及递归我们将在第三节讲述。

主逻辑仍然和迭代一样。 只不过每次碰到左括号就进入递归，碰到右括号就跳出递归返回即可。

唯一需要注意的是，我这里使用了 start 指针跟踪当前遍历到的位置， 因此如果使用递归需要在递归返回后更新指针。

代码

class Solution:

    def decodeString(self, s: str) -> str:
        def dfs(start):
            repeat_str = repeat_count = ''
            while start < len(s):
                if s[start].isnumeric():
                    repeat_count += s[start]
                elif s[start] == '[':
                    # 更新指针
                    start, t_str = dfs(start + 1)
                    # repeat_count 仅作用于 t_str，而不作用于当前的 repeat_str
                    repeat_str = repeat_str + t_str * int(repeat_count)
                    repeat_count = ''
                elif s[start] == ']':
                    return start, repeat_str
                else:
                    repeat_str += s[start]
                start += 1
            return repeat_str
        return dfs(0)

复杂度分析

• 时间复杂度：$O(N)$，其中 N 为解码后的 s 的长度。

• 空间复杂度：$O(N)$，其中 N 为解码后的 s 的长度。

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