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leetcode 1101 ~ 1150
反转每对括号间的子串

反转每对括号间的子串

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题目描述

代码结果

运行时间: 20 ms, 内存: 0.0 MB


/*
 * 思路:
 * 1. 由于Java Stream不支持直接的字符操作,主要通过递归处理。
 * 2. 定义一个递归函数来处理括号内的反转。
 * 3. 使用Stream来简化字符串的处理。
 */

import java.util.Stack;
import java.util.stream.Collectors;
import java.util.stream.IntStream;

public class Solution {
    public String reverseParentheses(String s) {
        return helper(s, 0).getKey();
    }
    
    private Map.Entry<String, Integer> helper(String s, int i) {
        StringBuilder current = new StringBuilder();
        while (i < s.length() && s.charAt(i) != ')') {
            if (s.charAt(i) == '(') {
                Map.Entry<String, Integer> result = helper(s, i + 1);
                current.append(new StringBuilder(result.getKey()).reverse().toString());
                i = result.getValue();
            } else {
                current.append(s.charAt(i));
            }
            i++;
        }
        return new AbstractMap.SimpleEntry<>(current.toString(), i);
    }
}

解释

方法:

本题解采用栈的数据结构来处理括号内的字符串反转。遍历输入字符串s的每个字符,对于每个非右括号字符,直接压入栈中。当遇到右括号时,开始从栈中弹出字符,直到遇到左括号为止,将这些字符(即左括号内的字符串)进行反转并再次压入栈中。这样,当遇到右括号时,栈中的字符串被反转。最后,将栈中的字符依次弹出,拼接成最终的结果字符串。

时间复杂度:

O(n)

空间复杂度:

O(n)

代码细节讲解

🦆
如何确保在处理括号时,每个左括号都有对应的右括号,以避免出现不匹配的情况?
在算法实现过程中,通常需要额外的逻辑来确保括号匹配。例如,可以在遍历输入字符串时,对每个遇到的左括号进行计数,并对每个右括号进行相应的减少计数。如果在任何时刻右括号的数量超过左括号的数量,或者在遍历结束后左括号的数量不为零,则说明括号不匹配。在实际编码过程中,这可以通过抛出异常或返回特定的错误信息来处理。
🦆
在遍历字符串并将字符压入栈时,是否有特定的策略来处理嵌套深度较深的括号结构,或者这种情况对算法效率的影响如何?
处理嵌套深度较深的括号结构时,算法的时间复杂度主要由字符串的长度决定,为O(n),其中n是字符串的长度。每个字符最多被压入和弹出栈一次。尽管嵌套的深度可能影响局部操作的复杂度(如需要连续多次弹出栈中的字符),但总体时间复杂度仍为O(n)。在实际应用中,栈的深度(即括号的嵌套深度)可能影响到空间复杂度,但这通常不会超过字符串的长度。
🦆
算法中反转字符串使用了累加字符串的方式(`tp += stack.pop()`), 这种操作在Python中的效率如何,有没有更高效的处理方法?
在Python中,字符串是不可变的,这意味着每次使用`+=`操作实际上会创建一个新的字符串并复制旧字符串的内容,导致O(n^2)的时间复杂度。更高效的处理方法是使用列表来收集字符,然后在需要的时候使用`''.join()`方法来连接列表中的字符。这样做的时间复杂度为O(n),因为每个字符只被复制一次。
🦆
在最终从栈中构建结果字符串时使用了`''.join(stack)`,如果栈中的字符顺序已经是最终顺序,为什么还需要进行这一步操作?
虽然栈中的字符顺序在处理过程中已经是最终的顺序,但它们依旧是以单个字符形式存储在列表中。Python中的字符串是不可变类型,因此不能直接修改字符串的内容。使用`''.join(stack)`是将列表中的所有字符合并成一个单一的字符串对象,这是从列表到字符串转换的标准方法,同时也是效率较高的操作。

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