关于程序员:736-Lisp-语法解析-DFS-模拟题

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题目形容

这是 LeetCode 上的 736. Lisp 语法解析 ,难度为 艰难

Tag :「DFS」、「模仿」、「哈希表」

给你一个相似 Lisp 语句的字符串表达式 expression,求出其计算结果。

表达式语法如下所示:

  • 表达式能够为整数,let 表达式,add 表达式,mult 表达式,或赋值的变量。表达式的后果总是一个整数。
  • (整数能够是正整数、负整数、$0$)
  • let 表达式采纳 "(let v1 e1 v2 e2 ... vn en expr)" 的模式,其中 let 总是以字符串 "let"来示意,接下来会追随一对或多对交替的变量和表达式,也就是说,第一个变量 v1被调配为表达式 e1 的值,第二个变量 v2 被调配为表达式 e2 的值,顺次类推;最终 let 表达式的值为 expr 表达式的值。
  • add 表达式示意为 "(add e1 e2)",其中 add 总是以字符串 "add" 来示意,该表达式总是蕴含两个表达式 e1e2,最终后果是 e1 表达式的值与 e2 表达式的值之 和。
  • mult 表达式示意为 "(mult e1 e2)",其中 mult 总是以字符串 "mult" 示意,该表达式总是蕴含两个表达式 e1、e2,最终后果是 e1 表达式的值与 e2 表达式的值之 积。
  • 在该题目中,变量名以小写字符开始,之后追随 $0$ 个或多个小写字符或数字。为了不便,"add""let""mult" 会被定义为 `” 关键字 ”,不会用作变量名。
  • 最初,要说一下作用域的概念。计算变量名所对应的表达式时,在计算上下文中,首先查看最内层作用域(按括号计),而后按程序顺次查看内部作用域。测试用例中每一个表达式都是非法的。无关作用域的更多详细信息,请参阅示例。

示例 1:

输出:expression = “(let x 2 (mult x (let x 3 y 4 (add x y))))”
输入:14
解释:
计算表达式 (add x y), 在查看变量 x 值时,
在变量的上下文中由最内层作用域顺次向外查看。
首先找到 x = 3, 所以此处的 x 值是 3。
示例 2:

输出:expression = "(let x 3 x 2 x)"

输入:2

解释:let 语句中的赋值运算按程序解决即可。

示例 3:

输出:expression = "(let x 1 y 2 x (add x y) (add x y))"

输入:5

解释:第一个 (add x y) 计算结果是 3,并且将此值赋给了 x。第二个 (add x y) 计算结果是 3 + 2 = 5。

提醒:

  • $1 <= expression.length <= 2000$
  • exprssion 中不含前导和尾随空格
  • expressoin 中的不同局部(token)之间用单个空格进行分隔
  • 答案和所有两头计算结果都合乎 32-bit 整数范畴

DFS 模仿

明天身材不难受,不写太具体,题目不难,大家联合代码看吧。

设计函数 int dfs(int l, int r, Map<String, Integer> map) 函数,代表计算 $s[l…r]$ 的后果,答案为 dfs(0,n-1,map),其中 $n$ 为字符串的长度。

依据传入的 $[l, r]$ 是否为表达式分状况探讨:

  • 若 $s[l] = ($,阐明是表达式,此时从 $l$ 开始往后取,取到空格为止(假如地位为 idx),从而失去操作 op(其中 opletaddmult 三者之一),此时 op 对应参数为 $[idx + 1, r – 1]$,也就是须要跳过地位 $r$(即跳过 op 对应的 ) 符号);

    再依据 op 为何种操作进一步解决,咱们设计一个「传入左端点找右端点」的函数 int getRight(int left, int end),含意为从 left 登程,始终往右找(不超过 end),直到获得非法的「子表达式」或「对应的值」。

    // 对于 getRight 函数作用,给大家举个 🌰 了解吧,其实就是从 left 登程,找到非法的「子表达式」或「值」为止
    
    // (let x 2 (mult x (let x 3 y 4 (add x y))))
    //          a                               b
    // 传入 a 返回 b,代表 [a, b) 表达式为 (mult x (let x 3 y 4 (add x y)))
    
    // (let x 2 (mult x (let x 3 y 4 (add x y))))
    //      ab
    // 传入 a 返回 b,代表 [a, b) 表达式为 x
  • 否则 $s[l…r]$ 不是表达式,通过判断 $s[l…r]$ 是否有被哈希表记录来得悉后果:若在哈希表中有记录,后果为哈希表中的映射值,否则后果为自身所代表的数值。

须要留神,依据「作用域」的定义,咱们不能应用全局哈希表,而要在每一层递归时,传入 clone 进去的 map

代码:

class Solution {char[] cs;
    String s;
    public int evaluate(String _s) {
        s = _s;
        cs = s.toCharArray();
        return dfs(0, cs.length - 1, new HashMap<>());
    }
    int dfs(int l, int r, Map<String, Integer> map) {if (cs[l] == '(') {
            int idx = l;
            while (cs[idx] != ' ') idx++;
            String op = s.substring(l + 1, idx);
            r--; // 判断为 "(let"、"(add" 或 "(mult" 后,跳过对应的 ")"
            if (op.equals("let")) {for (int i = idx + 1; i <= r;) {int j = getRight(i, r);
                    String key = s.substring(i, j);
                    if (j >= r) return dfs(i, j - 1, new HashMap<>(map));
                    j++; i = j;
                    j = getRight(i, r);
                    int value = dfs(i, j - 1, new HashMap<>(map));
                    map.put(key, value);
                    i = j + 1;
                }
                return -1; // never
            } else if (op.equals("add")) {int j = getRight(idx + 1, r);
                int a = dfs(idx + 1, j - 1, new HashMap<>(map)), b = dfs(j + 1, r, new HashMap<>(map));
                return a + b;
            } else {int j = getRight(idx + 1, r);
                int a = dfs(idx + 1, j - 1, new HashMap<>(map)), b = dfs(j + 1, r, new HashMap<>(map));
                return a * b;
            }
        } else {String cur = s.substring(l, r + 1);
            if (map.containsKey(cur)) return map.get(cur);
            return Integer.parseInt(cur);
        }
    }
    int getRight(int left, int end) {
        int right = left, score = 0;
        while (right <= end) {if (cs[right] == '(') {score++; right++;} else if (cs[right] == ')') {score--; right++;} else if (cs[right] == ' ') {if (score == 0) break;
                right++;
            } else {right++;}
        }
        return right;
    }
}
  • 工夫复杂度:除对表达式进行递归划分以外,还存在对 map 的每层拷贝操作,复杂度为 $O(n^2)$
  • 空间复杂度:$O(n)$

最初

这是咱们「刷穿 LeetCode」系列文章的第 No.736 篇,系列开始于 2021/01/01,截止于起始日 LeetCode 上共有 1916 道题目,局部是有锁题,咱们将先把所有不带锁的题目刷完。

在这个系列文章外面,除了解说解题思路以外,还会尽可能给出最为简洁的代码。如果波及通解还会相应的代码模板。

为了不便各位同学可能电脑上进行调试和提交代码,我建设了相干的仓库:https://github.com/SharingSou…。

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本文由 mdnice 多平台公布

正文完
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