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LeetCode算法题(Go语言实现)_26

news 2025/7/27 20:31:14

题目

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。

一、代码实现

func decodeString(s string) string {
    numStack := []int{}
    strStack := []string{}
    currStr := ""
    num := 0

    for _, ch := range s {
        if ch >= '0' && ch <= '9' {
            num = num*10 + int(ch-'0') // 处理多位数
        } else if ch == '[' {
            numStack = append(numStack, num)
            strStack = append(strStack, currStr)
            num = 0
            currStr = "" // 重置状态
        } else if ch == ']' {
            repeat := numStack[len(numStack)-1]
            numStack = numStack[:len(numStack)-1]
            prevStr := strStack[len(strStack)-1]
            strStack = strStack[:len(strStack)-1]
            currStr = prevStr + strings.Repeat(currStr, repeat) // 拼接结果
        } else {
            currStr += string(ch) // 累积字符
        }
    }
    return currStr
}

二、算法分析

1. 核心思路

栈结构特性：利用双栈（数字栈和字符串栈）处理嵌套结构：
- 数字栈存储重复次数 k
- 字符串栈存储括号外的累积结果
动态构建：遍历时根据字符类型更新状态：
- 遇到数字时构建多位数（如100由1、0、0组成）
- 遇到[时缓存当前状态并重置
- 遇到]时弹栈并生成重复字符串

2. 关键步骤

数字解析：连续数字字符转换为整型（如"123"→123）
状态缓存：左括号触发压栈操作，保存当前字符串和重复次数
字符串生成：右括号触发弹栈，拼接重复后的字符串

3. 复杂度

指标	值	说明
时间复杂度	O(n)	单次遍历，每个字符处理一次
空间复杂度	O(n)	栈深度与嵌套层数正相关

三、图解示例

在这里插入图片描述

四、边界条件与扩展

1. 特殊场景验证

无括号字符串：abc → 直接返回原字符串
单层嵌套：3[a] → aaa
多层嵌套：2[3[cd]] → cdcdcdcdcdcd
混合嵌套：ab2[c3[d]e] → abcdddecddde

2. 多语言实现

# Python实现（栈+字符串拼接）
def decodeString(s):
    num_stack, str_stack = [], []
    curr_str, num = "", 0
    for ch in s:
        if ch.isdigit():
            num = num * 10 + int(ch)
        elif ch == '[':
            num_stack.append(num)
            str_stack.append(curr_str)
            num, curr_str = 0, ""
        elif ch == ']':
            curr_str = str_stack.pop() + curr_str * num_stack.pop()
        else:
            curr_str += ch
    return curr_str

// Java实现（StringBuilder优化）
public String decodeString(String s) {
    Stack<Integer> numStack = new Stack<>();
    Stack<StringBuilder> strStack = new Stack<>();
    StringBuilder curr = new StringBuilder();
    int num = 0;
    
    for (char ch : s.toCharArray()) {
        if (Character.isDigit(ch)) {
            num = num * 10 + (ch - '0');
        } else if (ch == '[') {
            numStack.push(num);
            strStack.push(curr);
            curr = new StringBuilder();
            num = 0;
        } else if (ch == ']') {
            StringBuilder temp = strStack.pop();
            int repeat = numStack.pop();
            temp.append(curr.toString().repeat(repeat));
            curr = temp;
        } else {
            curr.append(ch);
        }
    }
    return curr.toString();
}