相邻重复字母删除问题

用户5888392818856
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问题描述

给定一个由小写字母组成的字符串 s，我们可以进行一种操作：选择两个相邻且相同的字母并删除它们。每次删除相邻的重复字母后，字符串可能会变得可以继续进行该操作。我们需要返回经过所有删除操作后的最终字符串。最终的结果保证唯一。

问题分析

此问题的核心是要找到一个合适的方式去处理重复的相邻字符。我们可以反复进行删除操作，直到没有两个相邻的字符相同。如何快速、高效地模拟这种操作呢？

对于每次删除相邻相同字符的操作，直觉上可以将这些相邻字符压入一个栈中。具体地，栈的顶端始终保存当前还没有被删除的字符。如果栈顶字符与当前字符相同，说明它们是一对相邻且相同的字符，我们就可以将栈顶字符删除，并继续处理下一个字符。

思路解析

  1. 使用栈来模拟字符的删除过程。栈能够高效地支持后进先出的特性，这非常适合本题的要求。
  2. 遍历字符串中的每个字符：
    • 如果栈不为空，且栈顶字符与当前字符相同，说明可以进行删除操作，弹出栈顶元素。
    • 如果栈为空或者栈顶字符与当前字符不同，则将当前字符压入栈中。
  3. 最终，栈中保存的就是无法进一步删除的字符。我们可以将栈中的元素拼接成字符串作为结果返回。

解法实现

通过上述思路，我们可以实现一个简洁且高效的解决方案：

def solution(s: str) -> str:
    # 使用栈来存储字符
    stack = []
    
    # 遍历字符串中的每一个字符
    for char in s:
        # 如果栈不为空且栈顶元素与当前字符相同，则弹出栈顶元素
        if stack and stack[-1] == char:
            stack.pop()
        else:
            # 否则，将当前字符压入栈中
            stack.append(char)
    
    # 将栈中的元素转换为字符串
    return ''.join(stack)

if __name__ == '__main__':
    print(solution(s="abbaca") == 'ca')
    print(solution(s="azxxzy") == 'ay')
    print(solution(s="a") == 'a')

代码详解

  1. 栈初始化：首先我们初始化一个空栈 stack，用来存储字符。
  2. 字符遍历：接着，我们遍历输入字符串 s 中的每一个字符 char。
  3. 栈顶检查：在每次遍历过程中，如果栈非空且栈顶元素等于当前字符，我们就弹出栈顶元素（模拟删除）。如果栈顶元素与当前字符不同或栈为空，我们将当前字符压入栈中。
  4. 结果构建：最终，栈中的元素就是处理后的结果。我们使用 ''.join(stack) 将栈中的字符拼接成字符串并返回。

复杂度分析

  1. 时间复杂度：我们遍历字符串一次，每个字符最多入栈和出栈一次，因此时间复杂度是 O(n)，其中 n 是字符串的长度。
  2. 空间复杂度：栈最多保存所有字符，因此空间复杂度为 O(n)，其中 n 是字符串的长度。

样例分析

  • 样例1：输入 s = "abbaca"

    • 首先处理第一个字符 'a'，将其压入栈。
    • 遇到 'b'，将其压入栈。
    • 遇到第二个 'b'，栈顶是 'b'，所以将栈顶弹出，再将第二个 'b' 压入栈。
    • 遇到 'a'，栈顶是 'a'，所以将栈顶弹出。
    • 遇到 'c'，将其压入栈。
    • 遇到 'a'，将其压入栈。
      最终栈中是 ['c', 'a']，所以输出 'ca'。

  • 样例2：输入 s = "azxxzy"

    • 处理过程类似，最终得到 'ay'。

  • 样例3：输入 s = "a"

    • 只有一个字符，结果直接是 'a'。

总结

这道题通过栈结构高效地模拟了相邻字符删除的操作。栈可以帮助我们快速判断相邻字符是否相同，并处理删除操作。通过遍历字符串，逐步构建最终的结果，我们能够在 O(n) 时间内完成该问题的解决。

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