猿辅导：字符压缩算法(括号匹配)

题目描述

　　猿辅导APP需要下发一些宣传文本给学生，工程师们使用了一种字符压缩算法，为了简单起见，假设被压缩的字符全部为大写字母序列，A,B,C,D,E……Z,压缩规则如下：

　　1. AAAB 可以压缩为 A3B(单字符压缩不加括号)

　　2. ABABA 可以压缩为 (AB)2A （多字符串压缩才加括号）

　　输入数据保证不会出现冗余括号，且表示重复的数字一定合法且大于1，即不会出现：

1. 1. (A)2B ---------(应为：A2B)
   2. ((AB))2C ---------(应为：(AB)2C)
   3. (A)B ---------(应为：AB)
   4. A1B ---------(应为：AB)

 　　注意：数字可能出现多位数即 A11B 或者 (AB)10C 或者 A02这种情况

　　A11B = AAAAAAAAAAAB

　　 (AB)10C = ABABABABABABABABABABC

　　A02 = AA

数据分布：

　　　　对于60%的数据，括号不会出现嵌套，即不会有((AB)2C)2 这种结构。

　　　　对于80%的数据，括号最多嵌套1层-，不会有(((AB)2C)2D)99这种结构。

　　　　对于100%的数据，括号可以嵌套任意层

输入描述：

　　第一行是正整数C（C<=100）,表示下面有C组数据。

　　之后C行，每一行为一组数据，每组数据为一个字符串。

　　每个字符串由A-Z,0-9,(,),组成表示一个压缩后的串，保证输入数据一定合法且字符串长度小于50

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A11B
(AA)2A
((A2B)2)2G
(YUANFUDAO)2JIAYOU
A2BC4D2

输出描述：

　　输出C行，每行读音一个数据的输出结果，表示压缩前的字符串，保证每个字符串展开的长度不超过10^6.

AAAAAAAAAAAB
AAAAA
AABAABAABAABG
YUANFUDAOYUANFUDAOJIAYOU
AABCCCCDD

分析

　　括号匹配，用栈来实现

代码　

import java.util.Scanner;
import java.util.Stack;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        int C=sc.nextInt();//字符串数目
        sc.nextLine();
        String[] str = new String[C];//保存字符串
        for (int i = 0; i < C; i++) {
            str[i] = sc.nextLine();
        }
        for (int i = 0; i < C; i++) {
            String results = decompressChar(str[i]);
            System.out.println(results);
        }
    }
    /**
     * 将字符串解压缩
     * @param str
     * @return
     */
    public static String decompressChar(String str) {
        StringBuilder sb = new StringBuilder("");
        StringBuilder tmp = new StringBuilder("");
        char flag = '(';
        Stack<Character> stack = new Stack<Character>();
        char[] chars = str.toCharArray();//将压缩后的字符串转为字符数组
        int count = 0;//用于保存字符串重复的次数
        //遍历每个数组将其放入栈中
        for (int i = 0; i < chars.length; i++) {
            /**获取字符串需要重复的次数*/
            while(i < chars.length && (chars[i] + "").matches("[0-9]")){
                count = count * 10 + Integer.parseInt(chars[i] + "");
                i++;
            }
            /**解压字符串并放入栈中*/
            count = putUnCompressedValueToStack(count, tmp, stack);
            if(i == chars.length){break;}//如果数字字符位于字符串末尾，直接跳出
            /**如果是 ( 直接放入栈中*/
            if (chars[i] =='(') {
                stack.push(chars[i]);
            /**如果是 ) 从栈中获取需要重复的字符子串，并将)移除栈*/
            }else if (chars[i] ==')') {
                tmp = getStackValue(stack, flag);
                stack.pop();
            /**如果是字母*/
            }else if((chars[i] + "").matches("[A-Z]")) {
                // 如果是单个字母重复，获取单个字母
                if(i < (chars.length-1) && (chars[i+1] + "").matches("[0-9]")){
                    tmp = new StringBuilder("").append(chars[i]);
                // 字母不重复，直接入栈
                }else{
                    stack.push(chars[i]);
                }
            }
        }
        /**获取栈中所有的字符串*/
        sb = getStackValue(stack, flag);
        /**注意栈先进先出，需要逆转字符串*/
        return sb.reverse().toString();
    }
    
    /**
     * 获得栈中的元素，直到值与character相等
     * @param stack 栈
     * @param character 某个字符
     * @return
     */
    public static StringBuilder getStackValue(Stack<Character> stack, Character character){
        StringBuilder tmp = new StringBuilder("");
        while(!stack.isEmpty() && stack.peek()!= character){
            tmp.append(stack.peek());
            stack.pop();
        }
        return tmp;
    }
    
    /**
     * 解压字符串并放入栈中
     * @param count tmp重复的次数
     * @param tmp    需要重复的字符串
     * @param stack    栈
     * @return
     */
    public static int putUnCompressedValueToStack(int count,StringBuilder tmp, Stack<Character> stack){
        if(count>0 && tmp.length()!=0){
            for (int j = 0; j < count; j++) {
                for (int k = tmp.length()-1; k>=0; k--) {
                    stack.push(tmp.charAt(k));
                }
            }
        }
        return 0;
    }
}