【Leetcode刷题Python】22. 括号生成

简介: 本文介绍了了LeetCode题目22的两种Python编程解决方案,题目要求生成所有可能的且有效的括号组合,包括暴力求解和回溯方法。

1 题目

数字 n 代表生成括号的对数,请你设计一个函数,用于能够生成所有可能的并且 有效的 括号组合。

示例 1:

输入:n = 3
输出:[“((()))”,“(()())”,“(())()”,“()(())”,“()()()”]

示例 2:

输入:n = 1
输出:[“()”]

2 解析

(1)方法一:暴力求解
为了生成所有序列,我们可以使用递归。长度为 nn 的序列就是在长度为 n−1 的序列前加一个 (’ 或 ‘)’。

为了检查序列是否有效,我们遍历这个序列,并使用一个变量balance 表示左括号的数量减去右括号的数量。如果在遍历过程中 balance 的值小于零,或者结束时balance 的值不为零,那么该序列就是无效的,否则它是有效的。
(2)方法二:回溯方法

如果左括号数量不大于 n,我们可以放一个左括号。如果右括号数量小于左括号的数量,我们可以放一个右括号。

3 Python实现

(1)方法一

class Solution:
    def generateParenthesis(self, n: int) -> List[str]:   
        def generate(A):
            if len(A) == 2*n:
                if valid(A):
                    ans.append(''.join(A))
            else:
                A.append('(')
                generate(A)
                A.pop()
                A.append(')')
                generate(A)
                A.pop()

        def valid(A):
            bal = 0
            for c in A:
                if c == '(':
                    bal += 1
                else:
                    bal -= 1
                if bal < 0:
                    return False
            return bal == 0
        ans = []
        generate([])
        return ans

(2)方法二

class Solution:
    def generateParenthesis(self, n: int) -> List[str]:   
        def backtrack(A,left,right):
                    if len(A)==2*n:
                        ans.append(''.join(A))
                        return
                    if left <n:
                        A.append('(')
                        backtrack(A,left+1,right)
                        A.pop()
                    if right<left:
                        A.append(')')
                        backtrack(A, left, right+1)
                        A.pop()
                ans = []
                backtrack([],0,0)
                return ans
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