[Leetcode]394.字符串解码

题目与解释

给定一个经过编码的字符串，返回它解码后的字符串。

编码规则为: k[encoded_string]，表示其中方括号内部的 encoded_string 正好重复 k 次。注意 k 保证为正整数。

你可以认为输入字符串总是有效的；输入字符串中没有额外的空格，且输入的方括号总是符合格式要求的。

此外，你可以认为原始数据不包含数字，所有的数字只表示重复的次数 k ，例如不会出现像 3a 或 2[4] 的输入。

示例:

s = "3[a![](https://img2018.cnblogs.com/blog/1575923/201903/1575923-20190304151000879-833294601.png)

]2[bc]", 返回 "aaabcbc".
s = "3[a2[c]]", 返回 "accaccacc".
s = "2[abc]3[cd]ef", 返回 "abcabccdcdcdef".

解释：

这道实际上是一道字符串与栈结合的问题。如何看出是栈结合的问题呢?

1. 有匹配('['和']')的情况，需要使用栈来完成匹配过程
2. 有递归的情况, 如3[2[ab]]这样

在匹配符号上，我参照我之前写的小型计算器的符号匹配，遇到']'就去寻找最近出现的匹配符号'['。

思路

建立一个字符栈，这里用的是STL自带的stack<char>

逐个读入字符压入栈，当遇到']'符号就寻找最近的匹配符号。

这个寻找的过程就是不断判断栈顶是否为'['符号？

->否。这个是括号内的字符，暂时存入一个字符串ss

->是。则寻找到匹配的字符，继续往前寻找'['的字符前的所有"数字字符串"，如34[22[ss]]，那么22就是[ss]的数字字符串，34则是[22[ss]]的数字字符串。在寻找完后需要将这个字符串转换成实际的数字。

经过一次上述过程后，已经知道一个括号内字符串和这段字符串出现的次数k。我们把k个字符串压入我们创建的字符栈。

而当所有字符都读完了，则转换实际上就已经结束了。我们先根据思路写一段解法，但效率还不是很高。
我们看看"3[a1[b]]"的图例

class Solution {
public:
	string decodeString(string s) {
		string ans = "";
		stack<char>st;
        /*visit all the character in the string s*/
		for (unsigned i = 0; i < s.length(); i++) {
			if (s[i] != ']')st.push(s[i]);
			else {
                 /*
                 if we find the character ']', it means we find a pair.
                 string ss means the string in the pair of this times.
                 string num means the number k in the pair of this times.
                 Initialize these two strings as an empty string.
                 */
				string ss = "", num = "";
				while (st.top() != '[') {
					ss += st.top();
					st.pop();
				}
                 /*Delete '[' character*/
				st.pop();
                 /*reverse the string ss*/
				reverse(ss.begin(), ss.end());
				while (!st.empty() && st.top() <= '9'&&st.top() >= '0') {
					num += st.top();
					st.pop();
				}
				unsigned times = 0, index = 1;
				for (unsigned i = 0; i < num.length(); i++, index =index* 10) {
					times += index * (num[i]-'0');
				}
				string sss ="";
				for (unsigned i = 0; i < times; i++) {
					sss += ss;
				}
				for (unsigned i = 0; i < sss.length(); i++) {
					st.push(sss[i]);
				}
			}
		}
        /* push the k times string to the stack st*/
		while (!st.empty()) {
			ans += st.top();
			st.pop();
		}
		reverse(ans.begin(), ans.end());
		return ans;
	}
};

很暴力的按照思路的过程写了代码，优化点是可以自己写一个stack而不是使用STL的stack，使这个自己写的stack拥有遍历的方法。新增的内容有注释提示。能将上面代码优化4ms。

/*********added below*********/
class Stack {
public:
	Stack() {
		topNum = -1;
		ll.clear();
	}
	void push(char c) {
		ll.push_back(c);
		topNum++;
	}
	char top() {
		return ll[topNum];
	}
	void pop() {
		ll.pop_back();
		topNum--;
	}
	bool empty() {
		return topNum == -1;
	}
	vector<char>ll;
private:
	int topNum;
};
/******add above*********/
class Solution {
public:
	string decodeString(string s) {
		string ans = "";
		Stack* st=new Stack();
		for (unsigned i = 0; i < s.length(); i++) {
			if (s[i] != ']')st->push(s[i]);
			else {
				string ss = "", num = "";
				while (st->top() != '[') {
					ss += st->top();
					st->pop();
				}
				st->pop();
				/*Delete '[' character*/
				reverse(ss.begin(), ss.end());
				while (!st->empty() && st->top() <= '9'&&st->top() >= '0') {
					num += st->top();
					st->pop();
				}
				unsigned times = 0, index = 1;
				for (unsigned i = 0; i < num.length(); i++, index =index* 10) {
					times += index * (num[i]-'0');
				}
				string sss ="";
				for (unsigned i = 0; i < times; i++) {
					sss += ss;
				}
				for (unsigned i = 0; i < sss.length(); i++) {
					st->push(sss[i]);
				}
			}
		}
        /******change below********/
		for (char it : st->ll) {
			ans += it;
		}
        /******change above********/
        delete st;
		return ans;
	}
};