题目大意:
有效的括号字符串
给定一个只包含三种字符的字符串:(
,)
和 *
,写一个函数来检验这个字符串是否为有效字符串。有效字符串具有如下规则:
- 任何左括号 ( 必须有相应的右括号 )。
- 任何右括号 ) 必须有相应的左括号 ( 。
- 左括号 ( 必须在对应的右括号之前 )。
- * 可以被视为单个右括号 ) ,或单个左括号 ( ,或一个空字符串。
- 一个空字符串也被视为有效字符串。
示例 1:
输入: "()" 输出: True
示例 2:
输入: "(*)" 输出: True
示例 3:
输入: "(*))" 输出: True
注意:
- 字符串大小将在 [1,100] 范围内。
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解题思路分析:
这道题可以使用动态规划来解题。当然也可以使用递归加记忆数组的方式。最终如果想使得字符串有效,就要保证正括号与反括号的个数相同,并且对于字符串的任意一个前缀子串,都要保证正括号个数大于等于反括号个数。
解题时,我们建立一个递归函数,参数为当前递归到字符串的下标位置,以及当前为止正括号的个数。递归函数的返回值为从当前位置到字符串尾部是否是有效字符串。递归函数中,如果当前字符是正括号,那么我们将正括号个数加一,同时将下标加一递归到子问题去求解。同理如果当前字符是反括号,那么我们将正括号个数减一,同时将下标加一递归到子问题去求解。如果当前字符是星号,那么星号可以代表正括号,反括号或者空字符三种可能。我们将对应的这三种可能分别递归至子函数,三种可能中有一种方式的结果为真即可。最终递归函数的终止条件是,当下标越界时,如果正括号个数正好为0返回true,反之返回false。另外当正括号个数小于0时,返回false。
最后再考虑记忆数组(相当于动态规划中的DP数组)。记忆数组的定义很简单,我们只需要查看递归函数中的可变参数即可。本题中,存在当前下标以及正括号个数两个可变参数,因此定义一个2维数组即可。
实现代码:
Boolean[][] memo; // 记忆数组 public boolean checkValidString(String s) { memo=new Boolean[s.length()][s.length()]; // 初始化记忆数组 char[] arr=s.toCharArray(); // 为了提高效率,将字符串转为字符数组 return help(arr,0,0); // 递归求解 } boolean help(char[] arr, int index, int leftCount){ // 如果正括号个数小于0,返回false if(leftCount<0) return false; // 当下标越界时,如果正括号个数正好为0,返回true if(index==arr.length) return leftCount==0; // 如果记忆数组中存在当前解,返回记忆数组中的数值 if(memo[index][leftCount]!=null) return memo[index][leftCount]; // 当前字符 char c = arr[index]; // 返回结果 boolean res = false; // 如果当前字符是正括号 if(c=='(') res= help(arr,index+1,leftCount+1); // 如果当前字符是反括号 else if(c==')') res= help(arr,index+1,leftCount-1); // 如果当前字符是星号 else{ res= help(arr,index+1,leftCount) // 星号作为空字符 || help(arr,index+1,leftCount+1) // 星号作为正括号 || help(arr,index+1,leftCount-1); // 星号作反正括号 } // 将当前结果存入记忆数组 memo[index][leftCount] = res; return res; }
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