花括号展开 II
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import java.util.*;
import java.util.stream.*;
/**
* 思路:
* 1. 使用流的方式处理字符串的展开。
* 2. 首先解析表达式,将其拆分成可以单独处理的部分。
* 3. 递归地处理每一部分并进行排列组合。
* 4. 将结果转换为有序列表返回。
*/
public class BraceExpansionStream {
public List<String> braceExpansion(String expression) {
return expand(expression).stream().sorted().distinct().collect(Collectors.toList());
}
private List<String> expand(String expr) {
if (expr.isEmpty()) return Collections.emptyList();
if (expr.charAt(0) != '{') return Arrays.asList(expr);
List<String> result = new ArrayList<>();
int level = 0, start = 1;
for (int i = 1; i < expr.length(); i++) {
if (expr.charAt(i) == '{') level++;
if (expr.charAt(i) == '}') level--;
if (level == 0 && (expr.charAt(i) == ',' || i == expr.length() - 1)) {
List<String> subset = expand(expr.substring(start, i));
result.addAll(subset);
start = i + 1;
}
}
return result;
}
public static void main(String[] args) {
BraceExpansionStream bes = new BraceExpansionStream();
System.out.println(bes.braceExpansion("{a,b}{c,{d,e}}")); // Output: [ac, ad, ae, bc, bd, be]
}
}
解释
方法:
本题解采用递归与分治的方法来处理花括号表达式的展开。首先,通过遍历输入字符串,使用一个栈结构来处理花括号的嵌套。遇到'{'时,增加嵌套级别;遇到'}'时,减少嵌套级别。当嵌套级别为0时,表示当前读到的字符属于最外层。使用一个列表`groups`来存储当前层级的字符串或子表达式的列表。如果遇到逗号','且处于最外层,将开始一个新的子表达式组。当遇到'}'且嵌套级别回到0时,递归处理这部分子表达式。对于每一个最外层的表达式组,使用`itertools.product`来生成所有可能的字符串组合,然后通过集合去重。最后,将结果排序后返回。
时间复杂度:
O(2^n)(n 是表达式长度,指数级复杂度是假设每个表达式都可能引发大量的字符串组合生成)
空间复杂度:
O(n^2)(n 是表达式的长度,考虑到递归的深度和每层可能存储的元素数量)
代码细节讲解
🦆
在处理花括号展开时,代码中使用栈结构来跟踪嵌套级别。请问为什么选择使用栈来管理嵌套,有什么特定的优势吗?
▷🦆
题解中提到使用`itertools.product`来生成所有可能的字符串组合,这种方法在面对大量组合时效率如何?是否有可能导致性能瓶颈?
▷🦆
题解中如何处理连续的逗号或者不平衡的花括号,例如'{a,,b}'或者'{a,{b,c}',这种情况在代码中如何识别和处理?
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