【每日一题】检查替换后的词是否有效

1003. 检查替换后的词是否有效

关键词：字符串匹配

题目来源：1003. 检查替换后的词是否有效 - 力扣（Leetcode）

题目描述

给你一个字符串 s ，请你判断它是否 有效 。

字符串 s 有效 需要满足：假设开始有一个空字符串 t = "" ，你可以执行 任意次 下述操作将 t 转换为 s ：

• 将字符串 "abc" 插入到 t 中的任意位置。形式上，t 变为 tleft + "abc" + tright，其中 t == tleft + tright 。注意，tleft 和 tright 可能为 空 。

如果字符串 s 有效，则返回 true；否则，返回 false。

输入：s = "aabcbc"
输出：true
解释：
"" -> "abc" -> "aabcbc"
因此，"aabcbc" 有效。

输入：s = "abcabcababcc"
输出：true
解释：
"" -> "abc" -> "abcabc" -> "abcabcabc" -> "abcabcababcc"
因此，"abcabcababcc" 有效。

输入：s = "abccba"
输出：false
解释：执行操作无法得到 "abccba" 。

数据范围
1 <= s.length <= 2 * 104
s 由字母 'a'、'b' 和 'c' 组成

问题分析

本题与括号匹配（20. 有效的括号 - 力扣（Leetcode））类似，可使用栈来求解。

具体做法如下：

• 遇到字符a：直接入栈
• 遇到字符b：若栈顶不为字符a，返回false，否则入栈
• 遇到字符c：若栈顶不为字符b，返回false，否则说明找到一个匹配的abc，出栈2次（将b和a出栈）

操作合并（设栈顶元素为top，当前字符为cur）：

• 当cur为字符b或c时，若top!=cur-1，返回false，否则，作如下考虑：

  经过前面的分析可知，遇到字符c时，直接出栈两次，也即将与之匹配的b和a出栈，对于出栈的字符b，我们经过判断确定其确实是字符b，而对于出栈的字符a，是由于我们能肯定字符b的前面必然有一个字符a，所以没进行判断，于是，不妨让这个字符a在遇到字符b时就直接出栈，这样我们遇到字符c时，只需要出栈1次。

  经过分析，遇到字符c时的2次出栈等价于遇到字符b出栈1次（将a出栈）、遇到字符c出栈1次（将b出栈），也即，当cur为字符b或c时，直接出栈1次即可。

• 当cur为字符a或b时，直接入栈。当cur为字符b时，前面已经完成判false和出栈的操作，还有将字符b本身入栈的操作没有完成，所以还需要将字符b入栈。当cur为字符a时，前面没有处理过为字符a的情况，所以这里还需要将字符a入栈。

由于遍历指针总是处于栈顶之后（或者处于相同位置），所以可原地进行操作。

代码实现

朴素写法

bool isValid(string s) {
    // 栈顶元素所在位置
    int i = -1;
    // 栈
    for (char c: s) {
        // a：直接入栈
        if (c == 'a')s[++i] = c;
            // b：栈顶必须为a
        else if (c == 'b') {
            if (i == -1 || s[i] != 'a')return false;
            s[++i] = c;
        }
            // c：栈顶必须为b
        else {
            if (i == -1 || s[i] != 'b')return false;
            i -= 2;     // 出栈
        }
    }
    return i == -1;
}

时间复杂度：O(n)

空间复杂度：O(1)

操作合并

bool isValid(string s) {
    // 栈顶元素所在位置
    int i = -1;
    // 栈
    for (char c: s) {
        /**
         * b/c：栈顶必须为a/b
         *      如果当前字符为b或c，则此处相当于执行一次出栈操作
         *      当前字符为b时，将栈顶的a出栈了，后续遇到与之匹配的c时，只需要将当前的b出栈即可
         *      当前字符为c时，将栈顶的b出栈了，当前的c即为上面所说的“遇到与之匹配的c”，因为与
         * 之匹配的a已经出栈，所以只要不把这个a出栈，就相当于把整个匹配的abc出栈了
         */
        if (c > 'a' && (i == -1 || c - s[i--] != 1))return false;
        /**
         * a/b：入栈
         */
        if (c < 'c')s[++i] = c;
    }
    return i == -1;
}

时间复杂度：O(n)

空间复杂度：O(1)