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每日一题：LeetCode：71.简化路径
- 时间：2022-01-06
- 力扣难度：Medium
- 个人难度：Easy
- 数据结构：字符串、栈
- 算法：模拟、双指针

2022-01-06：LeetCode：71.简化路径

1. 题目描述

题目：原题链接
- 给你一个字符串 path ，表示指向某一文件或目录的 Unix 风格的绝对路径，以/开头，请你将其转化为更加简洁的规范路径
- 在 Unix 风格的文件系统中，一个点.表示当前目录本身
- 此外，两个点..表示将目录切换到上一级即父目录；两者都可以是复杂相对路径的组成部分
- 任意多个连续的斜杠，如：//都被视为单个斜杠/，对于此问题，任何其他格式的点（例如，...）均被视为文件或目录名称
- 请注意，返回的规范路径必须遵循下述格式
  - 始终以斜杠/开头
  - 两个目录名之间必须只有一个斜杠/
  - 最后一个目录名（如果存在）不能以/结尾。
  - 此外，路径仅包含从根目录到目标文件或目录的路径上的目录，即不含 .或..
- 返回简化后得到的规范路径
输入输出规范
- 输入：字符串path
- 输出：简化后的字符串
输入输出示例
- 输入："/../I/./love//996/../you/"
- 输出："/I/love/you"
- 输入："/a/./b/../../c/"
- 输出："/c"

2. 方法一：字符串模拟+栈

思路
- 本题首先可以根据题目对简化后字符串的要求入手，遍历整个字符串，对/、.、..等分别进行处理
- 最终将满足的子目录路径拼接到StringBuilder中
- 注意对于..切换到父目录时，需要判断是否到了根目录，已到根目录的话输出/
复杂度分析：n是path字符串的长度
- 时间复杂度： $O(n)$ ，遍历了整个path字符串，且最后输出时也遍历了存放子目录的List
- 空间复杂度： $O(n)$ ，使用了一个List集合存放子路径

题解

public String simplifyPath(String path) {
    if (path == null || path.length() == 0 || path.charAt(0) != '/') return null;
    List<String> pathList = new ArrayList<>();
    int n = path.length();
    for (int i = 0; i < n; ) {
        if (path.charAt(i) == '/') { // 处理 [//]
            i++; 
        } else {
            // 记录当前位置
            int index = i;
            while (i < n && path.charAt(i) != '/') {
                i++;
            }
            // 截取一个子目录
            String subPath = path.substring(index, i);
            // 处理 [..]
            if ("..".equals(subPath)) {
                if(!pathList.isEmpty()) {
                    pathList.remove(pathList.size() - 1);
                }
                // 处理 [.] [//]
            }else if (!".".equals(subPath) && !"".equals(subPath))
                // 存入子目录
                pathList.add(subPath);
        }
    }
    StringBuilder sb = new StringBuilder();
    if (!pathList.isEmpty()) {
        for(String subPath : pathList)
            sb.append("/").append(subPath);
    }
    return "".equals(sb.toString()) ? "/" : sb.toString();
}

3. 方法二：字符串分割+栈

思路
- 和方法一类似，除了使用List集合，也可以使用栈结构来存放子目录
- 使用字符串分割方法split()，无需遍历整个path字符串，只需要遍历分割后的字符串数组即可
- 由于栈是先进后出(FILO)的，所以使用双端队列，如LinkedList，从而方便在最后拼接简化后字符串时的操作
复杂度分析：n是path字符串的长度
- 时间复杂度： $O(n)$ ，分割方法split()实际上也是遍历了整个path字符串
- 空间复杂度： $O(n)$ ，使用了一个栈结构存放子路径

题解

public String simplifyPath(String path) {
    if (path == null || path.length() == 0 || path.charAt(0) != '/') return null;
    Deque<String> stack = new LinkedList<>();
    String[] strs = path.split("/");
    for (String str : strs) {
        if ("..".equals(str)) {
            if (!stack.isEmpty()) {
                stack.removeLast();
            }
        } else if (!".".equals(str) && !"".equals(str)) {
            stack.offerLast(str);
        }
    }
    StringBuilder sb = new StringBuilder();
    while (!stack.isEmpty()) {
        sb.append("/").append(stack.removeFirst());
    }
    return "".equals(sb.toString()) ? "/" : sb.toString();
}

思考与优化
- 思考：如何直接在一个循环中完成对简化后字符串的拼接，而不是将所有子目录保存到一个栈或者集合中，最后在遍历集合来拼接字符串
- 优化：使用两个指针start、end来记录每次拼接的字符串的起始和结尾位置，如果后面遇到了..，则根据指针来删除字符串的内容
- 由于可能存在多个..，所以两个指针start、end也分别需要表示为集合的类型

题解：优化版本

public String simplifyPath(String path) {
    if (path == null || path.length() == 0 || path.charAt(0) != '/') return null;
    StringBuilder sb = new StringBuilder();
    // 起始和结尾指针
    Stack<Integer> start = new Stack<>();
    Stack<Integer> end = new Stack<>();
    // 初始化
    start.push(0);
    end.push(1);
    String[] strs = path.split("/");
    for (String str : strs) {
        // 处理 [..]
        if ("..".equals(str)) { 
            if (!start.isEmpty()) {
                sb.delete(start.pop(), end.pop());
            } else {
                sb.delete(0, 1);
            }
            // 处理 [.]  [//]
        } else if (!".".equals(str) && !"".equals(str)) {  
            start.push(sb.length());
            sb.append("/").append(str);
            end.push(sb.length());
        }
    }
    return "".equals(sb.toString()) ? "/" : sb.toString();
}

最后

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每日一题：LeetCode：71.简化路径：栈 & 双指针

2022-01-06：LeetCode：71.简化路径

1. 题目描述

2. 方法一：字符串模拟+栈

3. 方法二：字符串分割+栈

最后