关于字符串操作的一个小例子(递归实现)

　　字符串在.NET中项目中非常常用。关于String的介绍就不多说了。

　　背景：今天和同事讨论一个问题，去除括号的问题。

　　问题描述：一段字符串，去除字符串中小括号中的内容，小括号可能有嵌套情况。

　　解决思路：1、先去除最内层的小括号；2、进行完第一步之后得到新的字符串，再执行第一步。3、直到最后没有括号。

　　代码：

private static string DeleteTemp(string name)
{
for (int i = 0; i < name.Length; i++)
{
if (name[i].Equals(')'))
{
int firstIndex = name.IndexOf(name[i]);

//替换掉一个内层括号
string subString = name.Substring(0, firstIndex + 1);
int index = subString.LastIndexOf('(');
string tempString = subString.Substring(index);
subString = subString.Replace(tempString, "");

string dd = subString + name.Substring(firstIndex + 1);
name = DeleteTemp(dd);
}
}
return name;
}

　　测试示例：

string name = "110kV1#母分开关由运行改热备用(110kV1#母分备自投由信号改跳闸(1区)，110kV1#母分保护由跳闸改信号(1区))";
var s = DeleteTemp(name);
Console.WriteLine(s);

　　输出结果：应该输出“110kV1#母分开关由运行改热备用”

　　结果确实输出了“110kV1#母分开关由运行改热备用”

　　总结：1、使用了String的IndexOf、LastIndexOf、SubString、Replace等函数；

　　　　　2、运用了递归调用。

　　今天看《代码大全》，找到一个解决本问题的一个方法。

　　思路：因为“（”和“）”是成对出现的，所以可以利用这一特点。

　　步骤：1、声明变量，遇到“（”就加1；遇到“）”就减1。 2、最后所得值为0，则匹配成功。3、用SubString函数截取需要的部分。

　　代码：

private static string Delete(string name)
{
int flag = 0;
int firstIndex = -1;
foreach (char charTemp in name)
{
if (charTemp.Equals('('))
{
flag++;
if (firstIndex != -1)
{
continue;
}
firstIndex = name.IndexOf(charTemp);
}
if (charTemp.Equals(')'))
{
flag--;
}
}
if (flag != 0)
{
Console.WriteLine("括号不！与配匹");
return "";
}
else
{
return name.Substring(0, firstIndex);
}
}

　　晚上回到家之后（2014-04-23），突然想到Delete方法少考虑一种情况，例如当name=“110kV1#母分开关由运行改热备用(110kV1#母分备自投由信号改跳闸(1区)，110kV1#母分保护由跳闸改信号(1区)),1111(cdhfhcdkj(cdsdf(dsd)fed)s)”就返回不了，想要的结果。

　　使用Delete函数输出为：“110kV1#母分开关由运行改热备用”

　　应该输出：“110kV1#母分开关由运行改热备用，1111”.

　　对Delete就行修改，名字改为IsLegal，IsLegal函数用于判断字符串中的“（”和“）”是否成对出现，即是否是合法的字符串：代码如下

private static bool IsLegal(string name)
{
int flag = 0;
int index = 0;
while (index < name.Length)
{
switch (name[index])
{
case '(':
flag++;
break;
case ')':
flag--;
break;
}
index++;
}
return flag == 0;
　　　　}

　　今天（2015-04-28）重新思考这个问题，发现原来的算法删除一对最内部的括号后，就要再次遍历整个字符串。所以今天改进该方法。

　　思路：与上面看代码大全的思路一样。

　　代码：

private static string DeleteTwo(string name)
{
List<int> list = new List<int>();
string temp = name;
if (name.Contains("(") || name.Contains(")"))
{
GetIndex(name, ref list);
temp = name.Substring(0, list[0]) +
name.Substring(list[list.Count - 1] + 1, name.Length - list[list.Count - 1] - 1);
return DeleteTwo(temp);
}
return temp;
}

private static void GetIndex(string name, ref List<int> list)
{
int index = 0;
int flag = 0;
while (index < name.Length)
{
switch (name[index])
{
case '(':
flag++;
list.Add(index);
break;
case ')':
flag--;
list.Add(index);
if (flag == 0)
{
return;
}
break;
}
index++;
}
}

　　图像示意：今天（2015-04-28）的思路示意图。　　


　　最开始时示意图：



　　总结：采用今天的方法，代码会稍微多了几行，但是递归调用的次数明显减少。对自己写过的代码不断优化，重构是一件幸福的事。如果以后发现更好的办法，我会在加在本博客后面的。

　　今天（2015-01-30）对我的算法重新审视了一下，发现算法中还有可优化的地方。本人文笔不太好，还是画图吧，直接了然。请看下图：

　　




　　代码修改：主要修改DeleteTwo方法。代码如下：

private static string DeleteTwo(string name)
{
List<int> list = new List<int>();
string temp = name;
if (name.Contains("(") || name.Contains(")"))
{
GetIndex(name, ref list);

string first_half_name = name.Substring(0, list[0]); //前半部分
string second_half_name = name.Substring(list[list.Count - 1] + 1,
name.Length - list[list.Count - 1] - 1);        //后半部分
temp = first_half_name +DeleteTwo(second_half_name);
return DeleteTwo(temp);
}
return temp;
}

　　

　　对GetIndex方法的修改主要是为了防止，输入不合法的情况。当‘（’和‘）’不匹配时，提示报错。红色部分就是添加的代码。

private static void GetIndex(string name, ref List<int> list)
{
int index = 0;
int flag = 0;
while (index < name.Length)
{
switch (name[index])
{
case '(':
flag++;
list.Add(index);
break;
case ')':
flag--;
list.Add(index);
if (flag == 0)
{
return;
}
break;
}
index++;
}
if (list.Count % 2 != 0)  //如果左右括号不匹配就跑出错误
{
throw new Exception("名称出错了，‘（’与‘）’不匹配！");
}
}

　　日期（2015-05-06）算法再思考。在函数DeleteTwo算法中使用了递归；有关递归的问题请看 C#中的递归APS和CPS模式详解（转载） 。

　　需要对递归进行优化，尾递归优化在于使堆栈可以不用保存上一次的返回地址/状态值，从而把递归函数当成一个普通的函数调用。

递归实际上是依赖上次的值，去求下次的值。 如果我们能把上次的值保存起来，在下次调用时传入，而不直接引用函数返回的值。 从而使堆栈释放，也就达到了尾递归优化的目的。

　　在算法中引入StringBuilder储存上次函数的值，从而使堆栈不用保存上一次返回的地址/状态值，达到优化的目的。代码如下：

private static string DeleteTwo(string name, ref StringBuilder sb)
{
List<int> list = new List<int>();

if (!(name.Contains("(") || name.Contains(")")))
return sb.ToString();

GetIndex(name, ref list);
string first_half_name = name.Substring(0, list[0]); //前半部分
sb.Append(first_half_name);
string last_half_name = name.Substring(list[list.Count - 1] + 1, name.Length - list[list.Count - 1] - 1);        //后半部分
return DeleteTwo(last_half_name, ref sb);
}

　　客户端代码：

　　　　　　　StringBuilder sb = new StringBuilder();
string name = "110kV1#母分开关由运行改热备用(110kV1#母分备自投由信号改跳闸(1区)，110kV1#母分保护由跳闸改信号(1区)),111(123(3)122)";
var sname = DeleteTwo(name, ref sb);
Console.WriteLine(sname);