用栈实现leetcode第394题：字符串解码（带图解）

题目描述

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:

s = "3[a]2[bc]", 返回 "aaabcbc".
s = "3[a2[c]]", 返回 "accaccacc".
s = "2[abc]3[cd]ef", 返回 "abcabccdcdcdef".

思路

借助栈来完成。

1. 计算串出现的次数，即[左侧的数字。
2. 如果是字母，直接入栈
3. 如果是[，则将计算好的次数入栈

4. 如果是]，开始弹栈

   1. 如果是字母，则进行拼接s。（注意后弹栈出的元素放在前面，需要使用insert(0, ch)）
   2. 如果是数字n，则将n个s进行拼接，然后入栈。并结束弹栈。

举例

计算3[a4[bc]]的结果。

3	[	a	4	[	b	c	]	]
↑

stack = {}
count = 3

3	[	a	4	[	b	c	]	]
	↑

stack = {3}
count = 0

3	[	a	4	[	b	c	]	]
		↑

stack = {3, a}
count = 0

3	[	a	4	[	b	c	]	]
			↑

stack = {3, a}
count = 4

3	[	a	4	[	b	c	]	]
				↑

stack = {3, a， 4}
count = 0

3	[	a	4	[	b	c	]	]
					↑

stack = {3, a, 4, b}
count = 0

3	[	a	4	[	b	c	]	]
						↑

stack = {3, a, 4, b, c}
count = 0

3	[	a	4	[	b	c	]	]
							↑

stack = {3, a, bc, bc, bc, bc}
count = 0

因为遇到 ]，需要弹栈。将弹出的字符进行拼接（后出栈的拼接在字符串前面），知道遇到数字n，则将N个字符串入栈。所以需要将4个"bc"字符串入栈

3	[	a	4	[	b	c	]	]
								↑

stack = {abcbcbcbc, abcbcbcbc, abcbcbcbc}
count = 0

因为遇到 ]，需要弹栈。将弹出的字符进行拼接（后出栈的拼接在字符串前面），知道遇到数字n，则将N个字符串入栈。所以需要将3个"abcbcbcbc"字符串入栈

遍历完成之后，将栈中数据拼接即可得到最终结果：abcbcbcbcabcbcbcbcabcbcbcbc

代码

public String decodeString(String s) {
    char[] chs = s.toCharArray();
    Stack<String> stack = new Stack<>();
    int count = 0;
    for (int i = 0, len = chs.length; i < len; i++) {
      char ch = chs[i];
      if (ch >= '0' && ch <= '9') {
        // 统计数字。eg: 12是2个字符进行处理的
        count = 10 * count + (ch - '0');
      } else if (ch == '[') {
        // 遇到[，则将数字入栈
        stack.push(String.valueOf(count));
        count = 0;
      } else if ((ch >= 'a' && ch <= 'z') || (ch >= 'A' && ch <= 'Z')) {
        // 字母直接入栈
        stack.push(String.valueOf(ch));
      } else if (ch == ']') {
        // 遇到]，开始弹栈处理字符串解码
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        while (!stack.empty()) {
          String s1 = stack.pop();
          if (isDigital(s1)) {
            int j = 0;
            while (j++ < Integer.parseInt(s1)) {
              stack.push(sb.toString());
            }
            break;
          } else {
            sb.insert(0, s1);
          }
        }
      }
    }

    StringBuilder res = new StringBuilder();
    while (!stack.empty()) {
      res.insert(0, stack.pop());
    }

    return res.toString();
}

private boolean isDigital(String s) {
    try {
        Integer.parseInt(s);
        return true;
    } catch (Exception e) {
        return false;
    }
}