class039 嵌套类问题的递归解题套路【算法】

class039 嵌套类问题的递归解题套路

算法讲解039【必备】嵌套类问题的递归解题套路
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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);}}}}}