leetcode 1807. 替换字符串中的括号内容【python3双指针+哈希表】实现过程分析以及思路整理

题目

给你一个字符串s，它包含一些括号对，每个括号中包含一个非空的键。

• 比方说，字符串"(name)is(age)yearsold"中，有两个括号对，分别包含键"name"和"age"。
  你知道许多键对应的值，这些关系由二维字符串数组knowledge表示，其中knowledge[i] = [keyi, valuei]，表示键keyi对应的值为valuei。你需要替换所有的括号对。当你替换一个括号对，且它包含的键
  为 keyi 时，你需要：
• 将keyi和括号用对应的值valuei替换。
• 如果从knowledge中无法得知某个键对应的值，你需要将keyi和括号用问号"?"替换（不需要引号）。knowledge中每个键最多只会出现一次。s中不会有嵌套的括号。
  请你返回替换所有括号对后的结果字符串。

示例

• 输入：s = “(name)is(age)yearsold”, knowledge = [[“name”,“bob”],[“age”,“two”]]
• 输出：“bobistwoyearsold”
• 解释：键 “name” 对应的值为 “bob” ，所以将 “(name)” 替换为 “bob” 。键 “age” 对应的值为 “two” ，所以将 “(age)” 替换为 “two” 。

题解

感觉leetcode的题解稍显复杂，简单的问题描述的比较不容易理解。这个题目其实很简单，就是给定一个字符串，找出（）里的单词，其实knowledge可以理解为一个替换字典[{key,value}]，如果（）里的单词在这个字典里，用字典的value替换这个单词，如不在字典里则用"?"替换。这里的核心是把()与其他的字符串区分开，这里采用双指针来实现。没有特别复杂的算法，这是以示例简单介绍一个实现的过程。这里需要一个start来标记（一个end来标记）。这样通过start与end可以确定()内的字符，以及未在()的字符串。下面通过上面示例给出双指针的处理过程。

初始start指向s的第一个字符，end指向-1,这是处理以（开始的字符串。

开始对整个字符串s进行遍历，当碰到（后，这里end+1到start的之间的字符串在（）之外，直接把这个字符串加入到结果串。s中的第一个字符即为(，end为-1,end+1到0为空则括号外的字符串为空因此ans也为空。继续遍历到碰到）时，end指向）字符。这里start+到end之间的字符串为name。通过查找knowledge中的字典发现name需要替换为bob。结果如下：

继续进行遍历直到碰到下一个（字符串，start指向该字符串。同时标记end+1到start为（）外的字符串，不需要处理直接加入到ans中。过程如下图。

最后到终止的时候需要处理一下把end+1到末尾的字符串直接加入到ans即可。

过程整理

到这里整个流程比较清晰了：

• 1 把kowledge变成哈希表加速查找
• 2 初始start=1，end=-1
• 3 当碰到(时start变为当前索引，然后把end+1到start的字符串加入ans
• 4 当遍历到）,end更新为当前索引，判断start+1到end的字符串是否在knowledge中，如在value加到ans，不在"?"加入到ans。
• 5 遍历结束把end+1到末尾的直接加入到ans。

代码

下面可以写代码了：

class Solution:
    def evaluate(self, s: str, knowledge: List[List[str]]) -> str:
        #knowledge要转换成dic
        knowledge_dic=dict(knowledge)
        n=len(s)
        start=0
        end=-1
        ans=""
        for i in range(len(s)):
            if s[i]=="(":
                start=i
                ans+=s[end+1:start]
            if s[i]==")":
                end=i
                word=s[start+1:end]
                print(word)
                if word in knowledge_dic:
                    ans+=knowledge_dic[word]
                else:
                    ans+="?"

        ans+=s[end+1:]
        return ans

计算复杂度

• 时间复杂性：整个过程是一次遍历s，s的长度为n，则复杂度为$O(n)$，构建hash表示需要处理knowledge，kowledge的长度为k的话，复杂度为$O(n)$。因此整体的时间复杂度为$O(n+k)$
• 空间复杂性：整个过程需要存储hash表与ans，因此复杂度为$O(n+k)$