每日一水(AI刷题: 括号补全问题) | 豆包MarsCode AI刷题

每日一水

先说些题外话,AI刷题也是终于出了C++的代码提交了,对于作者这样只系统学过C语言的同学还是很友好的,终于不用写完代码再让AI转成python或者java语言提交了,也是品上细糠了.好了正片开始

问题描述

小R有一个括号字符串 s，他想知道这个字符串是否是有效的。一个括号字符串如果满足以下条件之一，则是有效的：

1. 它是一个空字符串；
2. 它可以写成两个有效字符串的连接形式，即 AB；
3. 它可以写成 (A) 的形式，其中 A 是有效字符串。

在每次操作中，小R可以在字符串的任意位置插入一个括号。你需要帮小R计算出，最少需要插入多少个括号才能使括号字符串 s 有效。

例如：当 s = "())" 时，小R需要插入一个左括号使字符串有效，结果为 1。

提示

该问题可以看出,是一个左括号配上一个右括号才有效,需要我们找出没有配对的括号数.那么就可以用栈的知识来解决, 下面先来简单介绍一下"栈".

栈

1. 定义：

   • 栈是一种线性数据结构，遵循“后进先出”（Last In, First Out，LIFO）的原则。
   • 这意味着最后进入栈的元素会最先被移除。

2. 基本操作：

   • Push：将元素压入栈顶。
   • Pop：从栈顶移除元素。
   • Peek/Top：查看栈顶元素，但不移除它。
   • IsEmpty：检查栈是否为空。
   • Size：获取栈中元素的数量。

由于

1. 括号的嵌套特性：

   • 括号字符串的有效性通常涉及到嵌套结构，例如 (()) 或 (()())。栈的“后进先出”（LIFO）特性非常适合处理这种嵌套结构。
   • 当你遇到一个左括号 ( 时，你可以将其压入栈中。当你遇到一个右括号 ) 时，你可以从栈顶弹出一个左括号，表示这两个括号匹配。

2. 处理不匹配的括号：

   • 如果遇到一个右括号 ) 时栈为空，这意味着当前的右括号没有与之匹配的左括号，因此需要插入一个左括号。
   • 如果遍历完字符串后栈中还有未匹配的左括号，这意味着需要插入相应数量的右括号来匹配这些左括号。

解答思路

1. 有效括号字符串的判断：

   • 使用栈来判断括号是否匹配。遍历字符串，遇到左括号 ( 时入栈，遇到右括号 ) 时出栈。如果栈为空且遇到右括号，则说明需要插入一个左括号。
   • 最后，栈中剩余的左括号数量就是需要插入的右括号的数量。

2. 计算最少插入次数：

   • 遍历字符串，使用栈来记录未匹配的左括号。
   • 如果遇到右括号且栈为空，则需要插入一个左括号。
   • 最后，栈中剩余的左括号数量就是需要插入的右括号的数量。

代码如下

#include <iostream>
#include <string>
#include <stack> // 堆栈
using namespace std;
int solution(const std::string& s) {
    stack<char> stack;
    int count = 0;

    for(char ch: s){
        if (ch == '(') { // 左括号入栈
            stack.push(ch);
        }else if (ch == ')') {
            if (!stack.empty()) {
                stack.pop(); //右括号且栈不为空时出栈
            }else {
                count++; // 否则需要一个左括号
            }
        }
    }
    // 栈中剩余的左括号数量就是需要插入的右括号的数量
    count += stack.size();
    return count; 
}

至此问题解决