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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 := 0for _, 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 = 0currStr = "" // 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

1. 数字解析：连续数字字符转换为整型（如"123"→123）
2. 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
3. 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

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 = "", 0for 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 += chreturn 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();
}

五、总结与扩展

1. 核心创新点

• 双栈协同：数字栈与字符串栈分离，逻辑清晰
• 线性时间复杂度：单次遍历即完成复杂嵌套结构的解析

2. 扩展应用

• 模板引擎：处理类似{{repeat}}的嵌套标签
• JSON/XML解析：处理层级嵌套的数据结构
• 数学表达式计算：扩展支持括号优先级运算

3. 性能优化方向

• 预分配内存：根据输入长度预初始化栈容量
• 字符串构建优化：使用strings.Builder（Go）/StringBuilder（Java）减少拼接开销