反转括号，柳暗花明！

破解 leetcode-1190 谜题：利用栈反转括号间字符串

简介

leetcode-1190 是一道经典的字符串处理题目，要求反转给定字符串中所有括号内的子串。乍一看，这似乎是一项艰巨的任务，需要复杂的算法和繁琐的逻辑。然而，通过深入思考，你会发现一个巧妙的解决方案，它利用了栈这一强大的数据结构。

栈的妙用

栈是一种先进后出的数据结构，非常适合解决 leetcode-1190 问题。它的工作原理很简单：你可以将元素压入栈中，也可以从栈中弹出元素。栈顶总是指向栈中最后一个压入的元素。

利用栈，我们可以巧妙地反转括号内的子串：

1. 初始化一个栈： 这个栈将存储尚未处理的左括号。
2. 遍历字符串： 逐个处理字符串中的字符。
3. 遇到左括号： 将左括号压入栈中。
4. 遇到右括号： 从栈中弹出与之匹配的左括号，并反转这两个括号之间的子串。
5. 遇到其他字符： 直接添加到结果字符串中。
6. 遍历结束： 如果栈中还有未处理的左括号，则将它们反转并添加到结果字符串中。

代码实现

def reverse_parentheses(s):
    stack = []
    result = []

    for char in s:
        if char == '(':
            stack.append(len(result))
        elif char == ')':
            left = stack.pop()
            result[left:len(result)] = reversed(result[left:len(result)])
        else:
            result.append(char)

    return ''.join(result)

案例分析

为了更好地理解算法，让我们以 "a(bc)de(fg)" 为例进行分析：

1. 初始化： 栈和结果字符串均为空。
2. 遍历字符串：
   • "a": 加入结果字符串。
   • "(": 压入栈中。
   • "b": 加入结果字符串。
   • "c": 加入结果字符串。
   • ")": 弹出栈中左括号，反转 "bc" 为 "cb"，更新结果字符串为 "a" + "cb"。
   • "d": 加入结果字符串。
   • "e": 加入结果字符串。
   • "(": 压入栈中。
   • "f": 加入结果字符串。
   • "g": 加入结果字符串。
   • ")": 弹出栈中左括号，反转 "fg" 为 "gf"，更新结果字符串为 "a" + "cb" + "d" + "e" + "gf"。
3. 遍历结束： 栈中无左括号。

最终，结果字符串为 "agfedcb"。

总结

通过巧妙地利用栈，我们能够优雅地解决 leetcode-1190 难题。掌握栈数据结构和字符串处理技巧至关重要，它将使我们在算法世界中更加游刃有余。

常见问题解答

1. 为什么使用栈？
   栈可以跟踪尚未处理的左括号，从而实现括号匹配和子串反转。

2. 如果栈中还有未处理的左括号怎么办？
   遍历结束后，如果栈中还有未处理的左括号，我们将它们反转并添加到结果字符串中。

3. 算法的时间复杂度是多少？
   算法的时间复杂度为 O(n)，其中 n 是字符串的长度。

4. 算法的空间复杂度是多少？
   算法的空间复杂度为 O(n)，因为我们需要一个栈来存储左括号。

5. 除了栈，还有其他解决方法吗？
   可以考虑使用递归或双指针的方法，但栈是最直观、最简洁的方法。