394. 字符串解码

描述

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

示例 1：

输入：s = "3[a]2[bc]"
输出："aaabcbc"

示例 2：

输入：s = "3[a2[c]]"
输出："accaccacc"

提示

• 1 <= s.length <= 30
• s 由小写英文字母、数字和方括号 '[]' 组成
• s 保证是一个 有效 的输入。
• s 中所有整数的取值范围为 [1, 300]

解题思路

辅助栈法

• 本题难点在于括号内嵌套括号，需要从内向外生成与拼接字符串，这与栈的先入后出特性对应。

• 算法流程：

  1. 构建辅助栈 stack， 遍历字符串 s 中每个字符 c；
     • 当 c 为数字时，将数字字符转化为数字 multi，用于后续倍数计算；
     • 当 c 为字母时，在 res 尾部添加 c；
     • 当 c 为 [ 时，将当前 multi 和 res 入栈，并分别置空置 0：
       • 记录此 [ 前的临时结果 res 至栈，用于发现对应 ] 后的拼接操作；
       • 记录此 [ 前的倍数 multi 至栈，用于发现对应 ] 后，获取 multi × [...] 字符串。
       • 进入到新 [ 后，res 和 multi 重新记录。
     • 当 c 为 ] 时，stack 出栈，拼接字符串 res = last_res + cur_multi * res，其中:
       • last_res是上个 [ 到当前 [ 的字符串，例如 "3[a2[c]]" 中的 a；
       • cur_multi是当前 [ 到 ] 内字符串的重复倍数，例如 "3[a2[c]]" 中的 2。
  2. 返回字符串 res。

代码

class Solution {
    public String decodeString(String s) {
        StringBuilder res = new StringBuilder();
        int multi = 0;
        Deque<Integer> stack_multi = new LinkedList<Integer>();
        Deque<String> stack_res = new LinkedList<String>();
        for (char ch : s.toCharArray()) {
            if (ch == '[') {
                stack_multi.addLast(multi);
                stack_res.addLast(res.toString());
                multi = 0;
                res = new StringBuilder();
            } else if (ch == ']') {
                StringBuilder tmp = new StringBuilder();
                int cur_multi = stack_multi.pollLast();
                for (int i = 0; i < cur_multi; i++) tmp.append(res);
                res = new StringBuilder(stack_res.pollLast() + tmp);
            } else if (ch >= '0' && ch <= '9') {
                multi = multi * 10 + Integer.parseInt(ch + "");
            } else {
                res.append(ch);
            }
        }
        return res.toString();
    }
}