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leetcode刷题(113)——241. 为运算表达式设计优先级

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老马的编程之旅
发布2022-06-22 14:11:18
1940
发布2022-06-22 14:11:18
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文章被收录于专栏:深入理解Android

给定一个含有数字和运算符的字符串,为表达式添加括号,改变其运算优先级以求出不同的结果。你需要给出所有可能的组合的结果。有效的运算符号包含 +, - 以及 * 。

示例 1:

代码语言:javascript
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输入: "2-1-1"
输出: [0, 2]
解释: 
((2-1)-1) = 0 
(2-(1-1)) = 2

示例 2:

代码语言:javascript
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输入: "2*3-4*5"
输出: [-34, -14, -10, -10, 10]
解释: 
(2*(3-(4*5))) = -34 
((2*3)-(4*5)) = -14 
((2*(3-4))*5) = -10 
(2*((3-4)*5)) = -10 
(((2*3)-4)*5) = 10

使用分治的方法,其实就是按照运算符进行分割,给每个运算符的左右两部分加括号

我们用减号-作为分隔,把原算式分解成两个算式1 + 2 * 3和4 * 5。

分治分治,分而治之,这一步就是把原问题进行了「分」,我们现在要开始「治」了。

1 + 2 * 3可以有两种加括号的方式,分别是:

(1) + (2 * 3) = 7

(1 + 2) * (3) = 9

或者我们可以写成这种形式:

1 + 2 * 3 = [9, 7]

而4 * 5当然只有一种加括号方式,就是4 * 5 = [20]。

然后呢,你能不能通过上述结果推导出(1 + 2 * 3) - (4 * 5)有几种加括号方式,或者说有几种不同的结果?

显然,可以推导出来(1 + 2 * 3) - (4 * 5)有两种结果,分别是:

9 - 20 = -11

7 - 20 = -13

代码语言:javascript
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class Solution {
    public List<Integer> diffWaysToCompute(String input) {
        ArrayList<Integer> list = new ArrayList();
        for(int i=0;i<input.length();i++){
            char c = input.charAt(i);
            if(c=='+'||c=='-'||c=='*'){
                List<Integer> left = diffWaysToCompute(input.substring(0,i));
                List<Integer> right = diffWaysToCompute(input.substring(i+1));
                for(int leftchlid:left){
                    for(int rightchild:right){
                        if(c=='+'){
                            list.add(leftchlid+rightchild);
                        }
                        if(c=='-'){
                            list.add(leftchlid-rightchild);
                        }
                         if(c=='*'){
                            list.add(leftchlid*rightchild);
                        }
                    }
                }
            }
        }
        if(list.isEmpty()){
            list.add(Integer.parseInt(input));
        }
         return list;
    }
   
}

这就是典型的分治思路,先「分」后「治」,先按照运算符将原问题拆解成多个子问题,然后通过子问题的结果来合成原问题的结果。

其实本题还有一个小的优化,可以进行递归剪枝,减少一些重复计算,比如说输入的算式如下:

1 + 1 + 1 + 1 + 1

那么按照算法逻辑,按照运算符进行分割,一定存在下面两种分割情况:

(1 + 1) + (1 + 1 + 1)

(1 + 1 + 1) + (1 + 1)

算法会依次递归每一种情况,其实就是冗余计算嘛,所以我们可以对解法代码稍作修改,加一个备忘录来避免这种重复计算:

代码语言:javascript
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// 备忘录
HashMap<String, List<Integer>> memo = new HashMap<>();

List<Integer> diffWaysToCompute(String input) {
    // 避免重复计算
    if (memo.containsKey(input)) {
        return memo.get(input);
    }
    /****** 其他都不变 ******/
    List<Integer> res = new LinkedList<>();
    for (int i = 0; i < input.length(); i++) {
        // ...
    }
    if (res.isEmpty()) {
        res.add(Integer.parseInt(input));
    }
    /***********************/

    // 将结果添加进备忘录
    memo.put(input, res);
    return res;
}
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原始发表:2021-02-09,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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