TikTok真题第10天 | 1541.平衡括号字符串的最少插入次数、1209.删除字符串中所有相邻重复项、1530.好叶子结点对的数量

1541.平衡括号字符串的最少插入次数

题目链接：1541.minimum-insertions-to-balance-a-parentheses-string

解法：

官方题解这次写得非常好。参考题解：左右括号匹配

这道题一眼看过去，就是用栈解决。不过可以使用计数代替栈，也就是记录左括号的数量（相当于栈中弹入左括号）。

如果当前为右括号，而左括号的数量为空，那么需要插入一个左括号（result++）；如果当前为右括号，且左括号不为空，那么首先左括号数量减1（相当于栈中弹出左括号），表示消消乐，然后如果下一个还是右括号，就继续往下走 （idx+=2），如果下一个不是右括号，那么需要插入右括号 (result++)。

遍历结束后，如果左括号的数量大于1，说明还需要插入右括号来匹配。插入的数量为 leftCount * 2 （result += leftCount * 2）。

下面给出了计数法和栈两种写法，可以对比一下，思路完全一致。

边界条件：无

时间复杂度：O(n)

空间复杂度：O(1)

class Solution {
public:
    int minInsertions(string s) {
        int inserts = 0, leftCount = 0, length = s.size();
        int idx = 0;
        while (idx < length) {
            char c = s[idx];
            if (c=='(') {
                leftCount++;
                idx++;
            } else {
                // 如果当前为右括号，那么必须先消除左括号
                if (leftCount>0) {
                    leftCount--;
                } else {
                    // 没有左括号则添加左括号
                    inserts++;
                }
                // 如果当前为右括号，那么下一个必须也是右括号
                if (idx < length-1 && s[idx+1]==')') {
                    idx+=2;
                } else {
                    inserts++;
                    idx++;
                }
            }
        }
        inserts += 2 * leftCount;
        return inserts;
    }
};

// 栈
class Solution {
public:
    int minInsertions(string s) {
        int inserts = 0, length = s.size();
        stack leftStack;
        int idx = 0;
        while (idx < length) {
            char c = s[idx];
            if (c=='(') {
                leftStack.push(c);
                idx++;
            } else {
                if (!leftStack.empty()) {
                    leftStack.pop();
                } else {
                    inserts++;
                }
                if (idx+1 < length && s[idx+1]==')') {
                    idx+=2;
                } else {
                    inserts++;
                    idx++;
                }
            }
        }
        inserts += 2 * leftStack.size();
        return inserts;
    }
};

1209.删除字符串中所有相邻重复项

题目链接：1209.remove-all-adjacent-duplicates-in-string-ii

解法：

使用栈来处理。

将元素依次入栈并统计元素数量，所以栈中同时放入元素和数量的pair对。每次入栈判断是否和栈顶元素相同：

（1）如果栈为空，或者元素与栈顶元素不同，则入栈并将元素个数记为1

（2）如果与栈顶元素相同，且加入当前元素后仍然没有满k，那么栈顶元素加1

（3）如果与栈顶元素相同，且加入当前元素后满k了，那么将栈顶元素出栈。

（4）遍历完字符串之后，将栈中剩余元素拼接即为答案。

由于栈中的元素是后进先出，那么最后拼接答案时，取出来的元素的顺序和原字符串的顺序是反的，比如abcd，在stack中是[a,b,c,d]，那么stack.top() 取出来是[d, c, b, a]，所以取出元素进行拼接后，需要翻转一下结果。如果不想翻转，那么可以用vector来替代stack，效率还更高。

参考题解：栈

边界条件：无

时间复杂度：O(n)

空间复杂度：O(n)

class Solution {
public:
    string removeDuplicates(string s, int k) {
        stack> charStack;
        for (char c: s) {
            if (charStack.empty() || charStack.top().first!=c) {
                charStack.push({c, 1});
            } else if (charStack.top().second+1 p = charStack.top();
            // 注意这个语法，第一个参数是个数
            res.append(p.second, p.first);
            charStack.pop();
        }
        // 注意要翻转结果
        reverse(res.begin(), res.end());
        return res;
    }
};

// 用vector替代stack
class Solution {
public:
    string removeDuplicates(string s, int k) {
        vector> charStack;
        for (char c: s) {
            if (charStack.empty() || charStack.back().first!=c) {
                charStack.push_back({c, 1});
            } else if (charStack.back().second+1

1530.好叶子结点对的数量

题目链接：1530.https://leetcode.com/problems/number-of-good-leaf-nodes-pairs/

解法：

这个题解比较清晰：递归

遍历这棵树，对于每一个遍历到的节点node，计算node左右子树中叶子节点到node的距离，把这个距离记录为两个向量。

而这个距离又可以分解为node的左孩子到左子树中叶子结点的距离加1，右孩子到右子树中叶子节点的距离加1。

左右子树中的叶子节点对进行组合，也就是两个向量中的元素两两相加，如果它们的距离之和小于等于distance，则结果加1。

对于当前节点的上层节点，左右子树其实是位于上层节点的左子树或者右子树，所以需要合并当前节点node的所有叶子节点距离，传递给上层节点。

边界条件：root为1个元素

时间复杂度：O(N* distnce^2)，每个节点都需要遍历，每个节点都有个双重for循环判断左右叶子结点的距离之和是否小于等于distance，

空间复杂度：O(H)，H为树的高度。

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    int countPairs(TreeNode* root, int distance) {
        int res = 0;
        dfs(root, distance, res);
        return res;
    }

    // 注意 res 的类型为 int&，而不是int，因为是可变的
    vector dfs(TreeNode* root, int distance,int& res) {
        // 返回值为当前节点到叶子节点的距离
        if (root == nullptr) return {};
        if (root->left == nullptr && root->right == nullptr) return {0};
        vector left = dfs(root->left, distance, res);
        vector right = dfs(root->right, distance, res);
        // 当前节点到左子树叶子结点的距离，为左孩子到左子树叶子节点的距离加1
        for (int i=0; i