• 力扣leetcode1190. 反转每对括号间的子串


    看到已有的题解几乎都是栈操作,但是考虑到leetcode的数据量一直都不大,所以跑一般oj10w长度的字符串很难说栈操作会不会超时,因此尝试生成了10w长度的数据,结果果然效率不够高,因此打算来记录一下笔者的解法

    以给的范例"(ed(et(oc))el)"为例,从左到右开始计算,e从1到8,d从2到7,e从3到6再到3……以此类推,发现规律,当存在一层括号时,反转,而反转的目标位置,就是括号首位位置相加然后减去字母所在位置,以第三个字母e为例,(1 + 8) - 3为6,(3 + 6) - 6为3,如果写到一个式子里就是(3 + 6) - [(1 + 8)  - 3],如果后续再出现括号,以第五个字母o为例,(5 + 6) - {(3 + 6) - [(1 + 8)  - 5]}为6,如果一直在括号内移动,那么只需要改变算式中最后一位数即可,因此可以发现规律,将前面所有式子缓存下来作为基,然后每次加或减最后一位(当前位置的序数),即可得到目标位置

    然后考虑如何记录所有括号,使用栈操作和一遍遍历的方式,遇到左括号入栈,遇到右括号出栈,如果长度为0则不记录,同时记录括号的左右位置,然后确定一个定理,最小括号内不会存在更小的括号,证明:该括号是最小括号x1,长度为a1,内部存在括号(反括号),则该括号(反括号)与最小括号x1的反括号(括号)形成括号x2,长度为a2,小于a1,因为括号越小,长度越短,矛盾,因此该括号不是最小括号。因此包含中的最小括号是长度最短的括号,笔者使用list记录括号数量,考虑到后续出栈的效率问题,因此对左括号位置进行一次降序排序,左括号越往前,排在越后面,可以直接出栈,然后在左括号位置相同时,对长度进行升序排列,即先运算外层括号

    然后考虑右括号的问题,上面已证明和保证,最后入栈的肯定是最小的且最内层的括号,因此,在计算时,查询当前位置是否有反括号,有则直接出栈,同时根据当前运算符号从基中去除掉

    大致运算流程如下图所示

     时间复杂度:两遍遍历,第一遍找到所有括号组合然后排序(sorted是归并排序),第二遍是逐个计算,对比和出栈的时间非常短,因此可以近似为O(n),实践检验也确实是,以下为三组测试结果,分别对应笔者的算法、标准的栈操作反转和python自带函数[::-1]反转耗时,单位为s

    100w字符长度,1w个括号(5k组)

     100w字符长度,10w个括号(5w组)

     

    1000w字符长度,10w个括号(5w组)

     

    代码如下:

     1 def reverseParentheses(s):
     2     string_list = []
     3     cnt_list = 1
     4     bracket_left = []
     5     bracket_list = []
     6     bracket_list_now = []
     7 
     8     for i in range(0, len(s)):
     9         if '(' == s[i]:
    10             bracket_left.append(cnt_list)
    11         elif ')' == s[i]:
    12             loc_left = bracket_left.pop()
    13             loc_right = cnt_list - 1
    14             if loc_left < loc_right:
    15                 bracket_list.append([loc_left, loc_right, loc_right - loc_left])
    16         else:
    17             string_list.append(s[i])
    18             cnt_list += 1
    19     bracket_list = sorted(bracket_list, key=lambda x: (-x[0], x[2]))
    20     len_bracket_list = len(bracket_list)
    21     calc_base = 0
    22     # print(bracket_list)
    23     # print(string_list)
    24 
    25     positive = 1
    26     ans = [0 for i in range(len(string_list))]
    27 
    28     for i in range(0, len(string_list)):
    29         if bracket_list:
    30             while True:
    31                 if bracket_list and i + 1 == bracket_list[len_bracket_list - 1][0]:
    32                     if positive:
    33                         calc_base += bracket_list[len_bracket_list - 1][0] + bracket_list[len_bracket_list - 1][1]
    34                         positive = 1 - positive
    35                     else:
    36                         calc_base -= bracket_list[len_bracket_list - 1][0] + bracket_list[len_bracket_list - 1][1]
    37                         positive = 1 - positive
    38                     bracket_list_now.append(bracket_list[len_bracket_list - 1])
    39                     bracket_list.pop()
    40                     len_bracket_list -= 1
    41                 else:
    42                     break
    43 
    44         if positive:
    45             ans[calc_base + (i + 1) - 1] = string_list[i]
    46         else:
    47             ans[calc_base - (i + 1) - 1] = string_list[i]
    48 
    49         if bracket_list_now:
    50             len_bracket_list_now = len(bracket_list_now)
    51             j = len_bracket_list_now - 1
    52             while j >= 0:
    53                 if i + 1 == bracket_list_now[j][1]:
    54                     temp = bracket_list_now.pop(j)
    55                     if positive:
    56                         calc_base += temp[0] + temp[1]
    57                         positive = 1 - positive
    58                     else:
    59                         calc_base -= temp[0] + temp[1]
    60                         positive = 1 - positive
    61                     len_bracket_list_now -= 1
    62                     j -= 1
    63                 else:
    64                     break
    65     # return ans
    66     return "".join(ans)
    67 
    68 
    69 def reverseParentheses2(s):
    70     while '(' in s:
    71         s = re.sub(r'(([^()]*))', lambda x: x.group(1)[::-1], s)
    72     return s
    73 
    74 
    75 def reverseParentheses3(s):
    76     ans = ['']
    77     for c in s:
    78         if c == '(':
    79             ans += ['']
    80         elif c == ')':
    81             ans[-2] += ans[-1][:: -1]
    82             ans.pop()
    83         else:
    84             ans[-1] += c
    85     return ans[0]

    如有错误,欢迎指正!

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/Pyrokine/p/12287145.html
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