LeetCode Weekly Contest 23 之 536.Construct Binary Tree from String

LeetCode Weekly Contest 23

赛题

本次周赛主要分为一下4道题：

• 541 Reverse String II (3分)
• 539 Minimum Time Difference (5分)
• 536 Construct Binary Tree from String (6分)
• 527 Word Abbreviation (8分)

536 Construct Binary Tree from String

Problem:

You need to construct a binary tree from a string consisting of parenthesis and integers.

The whole input represents a binary tree. It contains an integer followed by zero, one or two pairs of parenthesis. The integer represents the root’s value and a pair of parenthesis contains a child binary tree with the same structure.

You always start to construct the left child node of the parent first if it exists.

Example:

Note

1 There will only be ‘(‘, ‘)’, ‘-’ and ‘0’ ~ ‘9’ in the input string.

这道题是给定一个字符串，转换成对应的二叉树。在做该题时，没什么特别的想法，第一反映是递归，毕竟和树相关的题，递归操作多数。关键递归规则是什么，从Example中可以找到规律，自行理解下就好了。

怎么递归？我在本上列出了一个式子4(...)(...)，我的一个想法是，把所有的字符串分为三部分，第一部分单纯的由数字组成，第二部分，也就是第一个括号(...)，我把它命名为为leftStr，第三部分rightStr = (...)，那么我的首要目标就是，把这三部分通过某种算法给区分出来，唉，不容易啊，这操作花了我半小时！！！贴上我的代码，强行解释一波。

My first solution()

public TreeNode str2tree(String s) {        if(s.length() == 0) return null;        StringBuilder leftStr = new StringBuilder();        StringBuilder rightStr = new StringBuilder();        StringBuilder value = new StringBuilder();        /****************第一部分*****************/        for (int i = 0; i < s.length(); i++){            if(s.charAt(i)== '('){                break;            }            value.append(s.charAt(i));        }        int rootValue = Integer.parseInt(value.toString());        TreeNode root = new TreeNode(rootValue);        /****************第二部分*****************/        int f = 0,l = 0;        int isLeft = 0;        for (int i = 0; i < s.length(); i++){            if(s.charAt(i) == '('){                if(isLeft == 0)                    f = i;                isLeft ++;            }            if(s.charAt(i) == ')'){                isLeft --;                if(isLeft == 0)                    l = i;            }        }        for (int i = f+1; i < l; i++){            rightStr.append(s.charAt(i));        }        /****************第三部分*****************/        String tmp = s.substring(0, f);        f = 0;        l = 0;        isLeft = 0;        for (int i = 0; i < tmp.length(); i++){            if(tmp.charAt(i) == '('){                if(isLeft == 0)                    f = i;                isLeft ++;            }            if(tmp.charAt(i) == ')'){                isLeft --;                if(isLeft == 0)                    l = i;            }        }        for (int i = f+1; i < l; i++){            leftStr.append(s.charAt(i));        }        if(leftStr.toString().length() == 0){            leftStr = rightStr;            rightStr = null;        }        if(leftStr.length() == 0){            leftStr = null;        }        /****************第四部分*****************/        if(leftStr == null && rightStr == null) return root;        if(leftStr != null){            root.left = str2tree(leftStr.toString());        }        if(rightStr != null){            root.right = str2tree(rightStr.toString());        }        return root;    }

这道题的AC率只有28%，做出来还是蛮有成就感的，但仔细看看代码，实在不美观，得使劲整顿下，先说说自己的思路吧。

对于第一部分的分离还是相当简单的，只要扫描到'('就可以跳出循环了，用个value变量记录下来即可。

关键在于如何区分后两部分，我想到的一个方法是，用一个isLeft变量来记录左括号的个数，当遇到第一个左括号时，便加加，那自然当遇到与之对应的右括号时，isLeft的值就减为0，此时，我们记录了第一个左括号的下标和与之对应的右括号的下标，自然就能subString对应的括号中的内容了。

但在写完第二部分，进行调试时发现，第二部分整出来的是rightStr的内容，所以我把这里求出来的内容给了rightStr，这里可以用subString方法，不用一个个append。既然先求出了rightStr，那我没办法，只能把第二个括号中的内容全删了，也就有了我们的第三部分。

假设存在“第一个括号的内容”，因为这是有可能不存在的，但不管三七二十一，假设存在吧，那么代码标注的第三部分内容就是用来解析leftStr，所以有了leftStr，从而把三部分都拿出来了。

当然如果只有一个括号呢？如：4(2(3)(1))，那么对于第三部分代码中的leftStr一定不会再有值了，所以直接把第一部分求出来的rightStr给leftStr就好了。

那么两个括号都没有呢？如：4，这种情况，不管是leftStr还是rightStr，它们都不会有内容，所以让它们均为null即可。

第四部分就很简单了，一个递归，如果没有左子树和右子树，则直接返回节点，如果存在左子树，把leftStr给当前节点的left。同理，存在右子树，把rightStr给当前节点的right。一个递归pre-order解决问题，战斗结束。

可优化的空间：
1. 关于第一部分，当判断完’(‘后，进行跳出时，是否可以记录该下标，作为后续辅助变量？当出现其他字符时，会出大bug吧！
2. 关于第二部分，直接判断完第一个左括号和右括号后直接跳出来，剩下的不就是rightStr，何必多此一举呢！没想到break，实战经验不足啊！

My second solution(39ms)

public TreeNode str2tree(String s) {        if(s.length() == 0) return null;        int val = 0;        int i = 0, k = 1;        /****************第一部分*****************/        while(i < s.length() && (s.charAt(i) >= '0' && s.charAt(i) <= '9' || s.charAt(i) == '-')){            if(s.charAt(i) == '-')                k = -1;            else                val = val * 10 + (s.charAt(i)-'0') * k;            i++;        }        TreeNode root = new TreeNode(val);        if(i == s.length()) return root;        /****************第二部分*****************/        int cnt = 0,j;        for (j = i; j < s.length();j++){            if(s.charAt(j) == '(') cnt++;            if(s.charAt(j) == ')') cnt--;            if(cnt == 0) break;        }        /****************第三部分*****************/        root.left = str2tree(s.substring(i+1, j));        if(j != s.length()-1)            root.right = str2tree(s.substring(j+2,s.length()-1));        return root;    }

运行时间质的飞跃，优化了第一部分，出现指定字符才能进行计算。第二部分得到了大大的简化，当出现第一个括号的内容后，直接break，利用第一部分中的下标i和已经求出的下标j，计算leftStr。接着直接判断是否有第二个括号的内容即可，代码简化了很多！

算法细节很多，自行品味。算法逻辑很简单，就是对第一个左括号和与之对应的右括号的寻找问题，用个cnt变量记录它的变化过程即可。