22. Generate Parentheses

07/04/2017

轉(zhuǎn)一發(fā)一畝三分地上講解的這類題目的一般套路:

所謂Backtracking都是這樣的思路:在當(dāng)前局面下,你有若干種選擇。那么嘗試每一種選擇。如果已經(jīng)發(fā)現(xiàn)某種選擇肯定不行(因?yàn)檫`反了某些限定條件),就返回;如果某種選擇試到最后發(fā)現(xiàn)是正確解,就將其加入解集
所以你思考遞歸題時(shí),只要明確三點(diǎn)就行:選擇 (Options),限制 (Restraints),結(jié)束條件 (Termination)。即“ORT原則”(這個(gè)是我自己編的)
對(duì)于這道題,在任何時(shí)刻,你都有兩種選擇:

  1. 加左括號(hào)。
  2. 加右括號(hào)。
    同時(shí)有以下限制:
  3. 如果左括號(hào)已經(jīng)用完了,則不能再加左括號(hào)了。
  4. 如果已經(jīng)出現(xiàn)的右括號(hào)和左括號(hào)一樣多,則不能再加右括號(hào)了。因?yàn)槟菢拥脑捫录尤氲挠依ㄌ?hào)一定無法匹配。
    結(jié)束條件是:
    左右括號(hào)都已經(jīng)用完。
    結(jié)束后的正確性:
    左右括號(hào)用完以后,一定是正確解。因?yàn)?. 左右括號(hào)一樣多,2. 每個(gè)右括號(hào)都一定有與之配對(duì)的左括號(hào)。因此一旦結(jié)束就可以加入解集(有時(shí)也可能出現(xiàn)結(jié)束以后不一定是正確解的情況,這時(shí)要多一步判斷)。
    遞歸函數(shù)傳入?yún)?shù):
    限制和結(jié)束條件中有“用完”和“一樣多”字樣,因此你需要知道左右括號(hào)的數(shù)目。
    當(dāng)然你還需要知道當(dāng)前局面sublist和解集res。
    因此,把上面的思路拼起來就是代碼:
if (左右括號(hào)都已用完) {
  加入解集,返回
}
//否則開始試各種選擇
if (還有左括號(hào)可以用) {
  加一個(gè)左括號(hào),繼續(xù)遞歸
}
if (右括號(hào)小于左括號(hào)) {
  加一個(gè)右括號(hào),繼續(xù)遞歸
}

你帖的那段代碼邏輯中加了一條限制:“3. 是否還有右括號(hào)剩余。如有才加右括號(hào)”。這是合理的。不過對(duì)于這道題,如果滿足限制1、2時(shí),3一定自動(dòng)滿足,所以可以不判斷3。
這題其實(shí)是最好的backtracking初學(xué)練習(xí)之一,因?yàn)镺RT三者都非常簡(jiǎn)單明顯。你不妨按上述思路再梳理一遍,還有問題的話再說。

06/04/2017更新

昨天覃超提到了一種寫法,里面沒有用到「歸去來兮」(也就是code ganker說的恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)),而是在參數(shù)里直接改變了構(gòu)造結(jié)果的值。

我在彈幕上問,為什么沒有做歸去來兮?覃超解釋說:

遞歸函數(shù)的參數(shù)本身就會(huì)進(jìn)行歸去來兮的還原
也可以手動(dòng)歸去來兮
如果是手動(dòng),中間變量就是全局共享的
否則是直接進(jìn)行值拷貝又創(chuàng)建了一份

    List<String> result = new ArrayList<>();
    int num;
    public List<String> generateParenthesis(int n) {
        String sb = "";
        num = n;
        dfs(0, 0, sb);
        return result;
    }

    public void dfs(int left, int right, String sb) {

        if (left >= num && right >= num) {
            result.add(sb);
            return;
        }
        if (left < num) {
            dfs(left + 1, right, sb + "(");
        }
        if (right < left) {
            dfs(left, right + 1, sb + ")");
        }
    }

不過覃超也提到,用StringBuilder可以避免重復(fù)創(chuàng)建對(duì)象。具體可以看這里:http://www.lxweimin.com/p/2c9e588def78


從前的版本

這個(gè)遞歸是不需要for循環(huán)的,總結(jié)一下就是,從0開始構(gòu)造的遞歸是不需要for循環(huán)的。
另外想了很久為什么第一次打印((()))之后第二次會(huì)出棧4次,打印(()()),后來大概想明白了,因?yàn)榍叭蝏acktracking之后sb.deleteCharAt(sb.length() - 1);執(zhí)行完了就沒東西執(zhí)行了,所以開始執(zhí)行if (left < n)里面的backtracking。

    public List<String> generateParenthesis(int n) {
        List<String> result = new ArrayList<>();
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        dfs(0, 0, result, sb, n);
        return result;
    }

    public void dfs(int left, int right, List<String> result, StringBuilder sb, int n) {

        if (left >= n && right >= n) {
            result.add(sb.toString());
            return;
        }
        if (left < n) {
            sb.append("(");
            dfs(left + 1, right, result, sb, n);
            sb.deleteCharAt(sb.length() - 1);
        }
        if (right < left) {
            sb.append((")"));
            dfs(left, right + 1, result, sb, n);
            sb.deleteCharAt(sb.length() - 1);
        }
    }

ref:
http://blog.csdn.net/ymrfzr/article/details/51201934
http://www.lxweimin.com/p/2c9e588def78

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