算法设计与应用基础 - Week01

算法设计与应用基础 - Week01

博客动机

其实一直挺想开个技术博客，一方面可以整理自己的知识库，一方面也可以通过交流、填坑来激励自己的成长。不过就像林老师说的那样，觉得发表到博客上的东西必须经得起考验，而自己恰恰没有那么扎实的基础，所以迟迟没有行动。

这次因为课程的原因，不得不把自己浅薄的见解发表于此，希望能够以此为契机，养成写博客的习惯：）；也希望自己能够成为一个负责任的博主，博文里大概会有许多错误，希望各位朋友、同学能够指出，我会坚持修补的 √

第一周目标

自数据结构课程结束以来几乎就没有用过C++了，要么是操作系统实验里连库都要自己写的C语言，要么是实验室里的Python，总的来说，C++已经完全荒废了…orz

所以前几周主要是让自己重新熟悉C++，不去挑选特定类别的题目，而是使用LeetCode的Pick One功能来随机选择。

LeetCode 385. Mini Parser

抽到的第一题题意很直观，也就是解析字符串并用题目给定的类表示出来；字符串有两种类型，一种表示单整数，另一种表示嵌套列表类型。

观察给定类的接口

因为题目要求最终结果用给定的类表示，首先要理清给定类的接口。简单梳理一下类的接口，可以表示成下面的结构图（这种表示方法或许不太规范，如果同学们有简明规范的表示方法，希望能给我安利一下~）。

class NestedInteger
|--- Constructor
|    |--- NestedInteger()
|    |--- NestedInteger(int value)
|
|--- Single Integer
|    |--- isInteger(): bool const
|    |--- getInteger(): int const
|    |--- setInteger(int value): void
|
|--- Nested Integer
|    |--- add(const NestedInteger &ni): void
|    |--- getList(): const vector<NestedInteger> & const

因为这题只涉及列表的构造，基本上只需要用到两个构造函数以及成员函数add，其他暂时就不需要理会了。

解析单整数

单整数的解析非常简单，题目给出

String contains only digits

0-9

,

[

,

-

,

,

,

]

.

因此负数也包括在内，解析单整数的时候需要先判断符号，然后依次解析数字。用一个成员函数表示如下：

int parseNum(string s) {
if (s.empty()) return 0;

bool is_neg = false;
int i, num = 0;

if (s[0] == '-') is_neg = true, i = 1;
else i = 0;

for (; i < s.size(); i++) {
num *= 10;
num += (s[i] - '0');
}

return is_neg == true ? -num : num;
}

使用递归解析嵌套列表

解决嵌套问题一个最直观的方法便是递归，递归基可以是单个整数，也可以是空。前面已经写出了单整数的解析函数，这部分只要把递归步表示出来就可以了。

问题在于如何表示递归步。可以观察到，一个嵌套列表总是由成对

[]

包围，处理一个嵌套列表的字符串时，只需要考虑字符串下标为 [1, size - 1) 的部分就可以了。

如果元素是单整数，那么子串的首位一定不是

[

，遇到字符

,

或字符串遍历完成则表示到达子串的尾部，得到子串在字符串中的首位和尾部即可以将其作为递归步的输入。

beg = i;
/* other codes */
// A single integer
else if (s[i] != '[') {
i++;
for (; i < s.size() - 1; i++) {
if (s[i] == ',') break;
}
out.add( deserialize( s.substr(beg, i - beg) ) );
}

如果元素是嵌套列表，那么要统计

[

和

]

出现的次数。使用变量

cnt

进行计数，遇到字符

[

时变量

cnt

加1，遇到字符

]

时变量

cnt

减1，一旦变量

cnt

的值为0，则表示获得了一个嵌套列表子串。

// A nested list
else {
cnt = 1; i++;
for (; i < s.size() - 1; i++) {
if (s[i] == '[') cnt++;
else if (s[i] == ']') {
cnt--;
if (cnt == 0) {
i++;
break;
}
}
}
out.add( deserialize( s.substr(beg, i - beg)) );
}

完整代码如下：

class Solution {
public:
NestedInteger deserialize(string s) {
if (s.empty()) return NestedInteger();
if (s[0] != '[') return NestedInteger( parseNum(s) );

NestedInteger out;
int beg, cnt;

for (int i = 1; i < s.size() - 1; i++) {
beg = i;

if (s[i] == ',');
else if (s[i] == ']');

// A single integer
else if (s[i] != '[') {
i++;
for (; i < s.size() - 1; i++) {
if (s[i] == ',') break;
}
out.add( deserialize(s.substr(beg, i - beg)) );
}

// A nested list
else {
cnt = 1; i++;
for (; i < s.size() - 1; i++) {
if (s[i] == '[') cnt++;
else if (s[i] == ']') {
cnt--;
if (cnt == 0) {
i++;
break;
}
}
}
out.add( deserialize( s.substr(beg, i - beg)) );
}
}

return out;
}

int parseNum(string s) {
if (s.empty()) return 0;

bool is_neg = false;
int i, num = 0;

if (s[0] == '-') is_neg = true, i = 1;
else i = 0;

for (; i < s.size(); i++) {
num *= 10;
num += (s[i] - '0');
}

return is_neg == true ? -num : num;
}
};

第一次写太过啰嗦了…有空的时候精简一下…orz