LeetCode 第 301 号问题:删除无效的括号

本文首发于公众号「五分钟学算法」,是图解 LeetCode 系列文章之一。

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题目来源于 LeetCode 第 301 号问题:删除无效的括号。有小伙伴后台留言说这题是中山大学计算机考研机试题。

题目描述

删除最小数量的无效括号,使得输入的字符串有效,返回所有可能的结果。

说明: 输入可能包含了除 () 以外的字符。

示例 1:

输入: "()())()"
输出: ["()()()""(())()"]

示例 2:

输入: "(a)())()"
输出: ["(a)()()""(a())()"]

示例 3:

输入: ")("
输出: [""]

题目解析

所谓有效的括号,那么字符串中的左右括号数应该相同,而且每个右括号左边一定有其对应的左括号。这里很容易想到使用一个栈来模拟匹配过程,'(‘ 入栈,’)’ 出栈,若栈为空说明该串是符合题意的。

首先对括号进行删除,遍历从前往后遍历可以删除不符合的 ‘)’ 括号,从后往前遍历可以删除不符合的'(‘括号,通过 BFS,不断的对队列的字符串进行 checkLeft 和 checkRight 操作,若遇到 ture,则说明当前的字符串已经是删除最少无效的括号的最优解了,接着就对队列中的其他字符串进行 check 即可。
这道题目的动画与 LeetCode 第 20 号问题–有效的括号很类似,这里就拿出来进行参考理解一下,区别点就在于多了遍历和哈希存储。

动画描述

待补充

代码实现

public class Solution {
    public List<String> removeInvalidParentheses(String s) {
        queue.offer(s);
        vis.add(s);
        boolean flag=false;
        List<String> ans=new ArrayList<String>();
        while (!queue.isEmpty()){
            String cur=queue.poll();
            if(flag){
                check(cur,ans);
            }else{
                flag=checkLeft(cur,ans)||checkRight(cur,ans);
            }
        }
        if(ans.size()==0){
            ans.add("");
        }
        return new ArrayList<String>(ans);
    }

    Set<String> vis=new HashSet<String>();
    Queue<String> queue=new LinkedList<String>();

    public void check(String s,List<String> ans){  //查看是否正确
        Stack<Character> st=new Stack<Character>();
        for(char c:s.toCharArray()){
            if(c=='('){
                st.push(c);
            }
            if(c==')'){
                if(st.isEmpty()){
                    return;
                }
                st.pop();
            }
        }
        if(st.isEmpty()){
            ans.add(s);
        }
    }

    public boolean checkLeft(String s,List<String> ans){ //检查左边
        //delete right
        Stack<Character> st=new Stack<Character>();
        for(int i=0;i<s.length();++i){
            if(s.charAt(i)=='('){
                st.push(s.charAt(i));
            }else if(s.charAt(i)==')'){
                if(st.isEmpty()){
                    for(int j=i;j>=0;--j){ //删除不符合的')'  多种情况
                        if(s.charAt(j)==')'){
                            String s1=s.substring(0,j)+s.substring(j+1);
                            if(!vis.contains(s1)){
                                vis.add(s1);
                                queue.offer(s1);
                            }
                        }
                    }
                    return false;
                }else{
                    st.pop();
                }
            }
        }
        if(st.isEmpty()){
            ans.add(s);
            return true;
        }
        return false;
    }

    public boolean checkRight(String s,List<String> ans){ //检查右边
        //delete right
        Stack<Character> st=new Stack<Character>();
        st.clear();
        for(int i=s.length()-1;i>=0;--i){
            if(s.charAt(i)==')'){
                st.push(s.charAt(i));
            }else if(s.charAt(i)=='('){
                if(st.isEmpty()){
                    for(int j=i;j<s.length();++j){
                        if(s.charAt(j)=='('){  //删除不符合的'(' 多种情况
                            String s1=s.substring(0,j)+s.substring(j+1);
                            if(!vis.contains(s1)){
                                vis.add(s1);
                                queue.add(s1);
                            }
                        }
                    }
                    return false;
                }else{
                    st.pop();
                }
            }
        }
        if(st.isEmpty()){
            ans.add(s);
            return true;
        }
        return false;
    }
}
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