class039 嵌套类问题的递归解题套路
Code1 772. 基本计算器 III
实现一个基本的计算器来计算简单的表达式字符串。
表达式字符串只包含非负整数，算符+、-、*、， ,左括号(和右括号)。整数除法需要向下截断。
你可以假定给定的表达式总是有效的。所有的中间结果的范围均满足[-231，231-1]。
注意:你不能使用任何将字符串作为表达式求值的内置函数，比如eval( ) .
示例1:
输入:s = “1+1”
输出:2
示例2:
输入:s = “6-4/2”
输出:4
示例3:
输入:s =“2*(5+5*2)/3+(6/2+8)"
输出:21
提示:
- 1 <= s <= 104
- s 由整数、‘+’、‘-’、‘*’、’ / ‘、’(和’)′组成
- s是一个有效的表达式
// 含有嵌套的表达式求值
// 测试链接 : https://leetcode.cn/problems/basic-calculator-iii/
思路：f(i)代表：i这段的计算结果
嵌套条件：有括号
退出条件：遇到右括号
package class039; import java.util.ArrayList; // 含有嵌套的表达式求值 // 测试链接 : https://leetcode.cn/problems/basic-calculator-iii/ public class Code01_BasicCalculatorIII { public static int calculate(String str) { where = 0; return f(str.toCharArray(), 0); } public static int where; // s[i....]开始计算，遇到字符串终止 或者 遇到)停止 // 返回 : 自己负责的这一段，计算的结果 // 返回之间，更新全局变量where，为了上游函数知道从哪继续！ public static int f(char[] s, int i) { int cur = 0; ArrayList<Integer> numbers = new ArrayList<>(); ArrayList<Character> ops = new ArrayList<>(); while (i < s.length && s[i] != ')') { if (s[i] >= '0' && s[i] <= '9') { cur = cur * 10 + s[i++] - '0'; } else if (s[i] != '(') { // 遇到了运算符 + - * / push(numbers, ops, cur, s[i++]); cur = 0; } else { // i (.....) // 遇到了左括号！ cur = f(s, i + 1); i = where + 1; } } push(numbers, ops, cur, '+'); where = i; return compute(numbers, ops); } public static void push(ArrayList<Integer> numbers, ArrayList<Character> ops, int cur, char op) { int n = numbers.size(); if (n == 0 || ops.get(n - 1) == '+' || ops.get(n - 1) == '-') { numbers.add(cur); ops.add(op); } else { int topNumber = numbers.get(n - 1); char topOp = ops.get(n - 1); if (topOp == '*') { numbers.set(n - 1, topNumber * cur); } else { numbers.set(n - 1, topNumber / cur); } ops.set(n - 1, op); } } public static int compute(ArrayList<Integer> numbers, ArrayList<Character> ops) { int n = numbers.size(); int ans = numbers.get(0); for (int i = 1; i < n; i++) { ans += ops.get(i - 1) == '+' ? numbers.get(i) : -numbers.get(i); } return ans; } }
code2 394. 字符串解码
// 含有嵌套的字符串解码
// 测试链接 : https://leetcode.cn/problems/decode-string/
嵌套条件：有数字
退出条件：遇到右括号
package class039; // 含有嵌套的字符串解码 // 测试链接 : https://leetcode.cn/problems/decode-string/ public class Code02_DecodeString { public static String decodeString(String str) { where = 0; return f(str.toCharArray(), 0); } public static int where; // s[i....]开始计算，遇到字符串终止 或者 遇到 ] 停止 // 返回 : 自己负责的这一段字符串的结果 // 返回之间，更新全局变量where，为了上游函数知道从哪继续！ public static String f(char[] s, int i) { StringBuilder path = new StringBuilder(); int cnt = 0; while (i < s.length && s[i] != ']') { if ((s[i] >= 'a' && s[i] <= 'z') || (s[i] >= 'A' && s[i] <= 'Z')) { path.append(s[i++]); } else if (s[i] >= '0' && s[i] <= '9') { cnt = cnt * 10 + s[i++] - '0'; } else { // 遇到 [ // cnt = 7 * ? path.append(get(cnt, f(s, i + 1))); i = where + 1; cnt = 0; } } where = i; return path.toString(); } public static String get(int cnt, String str) { StringBuilder builder = new StringBuilder(); for (int i = 0; i < cnt; i++) { builder.append(str); } return builder.toString(); } }
code3 726. 原子的数量
// 含有嵌套的分子式求原子数量
// 测试链接 : https://leetcode.cn/problems/number-of-atoms/
思路：遇到大写和(意味着要结算历史，历史数据包含name或map以及cnt
package class039; import java.util.TreeMap; // 含有嵌套的分子式求原子数量 // 测试链接 : https://leetcode.cn/problems/number-of-atoms/ public class Code03_NumberOfAtoms { public static String countOfAtoms(String str) { where = 0; TreeMap<String, Integer> map = f(str.toCharArray(), 0); StringBuilder ans = new StringBuilder(); for (String key : map.keySet()) { ans.append(key); int cnt = map.get(key); if (cnt > 1) { ans.append(cnt); } } return ans.toString(); } public static int where; // s[i....]开始计算，遇到字符串终止 或者 遇到 ) 停止 // 返回 : 自己负责的这一段字符串的结果，有序表！ // 返回之间，更新全局变量where，为了上游函数知道从哪继续！ public static TreeMap<String, Integer> f(char[] s, int i) { // ans是总表 TreeMap<String, Integer> ans = new TreeMap<>(); // 之前收集到的名字，历史一部分 StringBuilder name = new StringBuilder(); // 之前收集到的有序表，历史一部分 TreeMap<String, Integer> pre = null; // 历史翻几倍 int cnt = 0; while (i < s.length && s[i] != ')') { if (s[i] >= 'A' && s[i] <= 'Z' || s[i] == '(') { fill(ans, name, pre, cnt); name.setLength(0); pre = null; cnt = 0; if (s[i] >= 'A' && s[i] <= 'Z') { name.append(s[i++]); } else { // 遇到 ( pre = f(s, i + 1); i = where + 1; } } else if (s[i] >= 'a' && s[i] <= 'z') { name.append(s[i++]); } else { cnt = cnt * 10 + s[i++] - '0'; } } fill(ans, name, pre, cnt); where = i; return ans; } public static void fill(TreeMap<String, Integer> ans, StringBuilder name, TreeMap<String, Integer> pre, int cnt) { if (name.length() > 0 || pre != null) { cnt = cnt == 0 ? 1 : cnt; if (name.length() > 0) { String key = name.toString(); ans.put(key, ans.getOrDefault(key, 0) + cnt); } else { for (String key : pre.keySet()) { ans.put(key, ans.getOrDefault(key, 0) + pre.get(key) * cnt); } } } } }
