解码加密字符串：栈结构算法实现指南

2024-01-24 19:38:15

揭秘栈结构在字符串解码中的奇妙作用

栈结构：LIFO 原则的魅力

栈结构，一种数据结构的瑰宝，以其先进后出的（LIFO）工作方式而著称。想象一下弹簧上的盘子堆栈：每次放一个新的盘子，它都会压在最上面；而每次取盘子，我们总能从最上面取到。正是这种特性，让栈结构在计算机科学领域大放异彩，尤其是解码加密字符串时。

解码加密字符串的难题

加密字符串是一种信息经过特殊处理的字符串，包含了大量重复内容，这些内容以 k[encoded_string] 的格式呈现，其中 k 是重复次数，encoded_string 是需要重复的子字符串。我们的任务是将加密字符串解码成原始字符串，剔除这些重复信息，还原数据的本来面目。

分治而治：化繁为简

面对加密字符串的复杂性，我们采用分治而治的策略。就像庖丁解牛，我们将复杂的问题分解成一个个小块，逐步解决，最后汇总成果，得到最终答案。

我们将加密字符串视为由多个子字符串组成的序列，每个子字符串可能包含重复信息或不包含重复信息。然后，逐个处理这些子字符串，利用栈结构来记录子字符串的重复信息。

栈结构的妙用：解码的利器

在解码过程中，栈结构充当了一位得力的助手。我们逐个扫描加密字符串，根据字符类型采取不同的动作：

数字字符： 压入栈中，表示重复次数 k。
左方括号 [： 弹出栈顶数字，作为重复次数 k。
右方括号 ]： 根据 k 重复子字符串 encoded_string，并将其添加到结果字符串中。

Python 代码示例：解码算法的实践

为了加深理解，我们提供了以下 Python 代码示例，展示了栈结构算法在解码中的实际应用：

def decode_string(encoded_string):
  stack = []
  result = ""
  i = 0
  while i < len(encoded_string):
    char = encoded_string[i]
    if char.isdigit():
      stack.append(char)
    elif char == '[':
      num = int(''.join(stack))
      stack.pop()
      start = i + 1
      end = 0
      brackets = 0
      while end < len(encoded_string):
        if encoded_string[end] == '[':
          brackets += 1
        elif encoded_string[end] == ']':
          if brackets == 0:
            break
          brackets -= 1
        end += 1
      substring = encoded_string[start:end]
      result += num * decode_string(substring)
      i = end
    else:
      result += char
    i += 1
  return result