[Leetcode] 32.最长有效括号

Posted 2020-11-13 sinkinben

[Leetcode] 32.最长有效括号

关键词：DP，动态规划，动规。

最近在刷DP专栏的题目，这是其中一道题。

给定一个只包含 ‘(‘ 和 ‘)‘ 的字符串，找出最长的包含有效括号的子串的长度。

longest-valid-parentheses

Sample1

输入: "(()"
输出: 2
解释: 最长有效括号子串为 "()"

Sample2

输入: ")()())"
输出: 4
解释: 最长有效括号子串为 "()()"

对于DP嘛，首先还是需要抽象出状态函数：

dp[i] 表示：以 S[i] 结尾的，最长有效括号串的长度。

然后是状态转移方程：

如果 s.len == 0 or s.len == 1，那么返回 0 .
否则：
    if s[i]=='(' then dp[i]=0
    if s[i]==')' then:
        if s[i-1]='(' then dp[i] = dp[i-2] + 2 （数组下标是否越界，即 i>=2? ）
        if s[i-1]=')' then:
            if s[i-dp[i-1]-1] == '(' then dp[i] = dp[i-dp[i-1]-2] + dp[i-1] + 2 (是否越界？)
            if s[i-dp[i-1]-1] == ')' then dp[i] = 0

第一个 if 语句表示：形如 ....( 这样的字符串，是必然不合法的。

第二个 if 语句表示：形如 ....) 这样的字符串，这样我们需要考虑 s[i-1]:

• s[i-1]=‘(‘: 字符串形如 ...()，显然，下标对应如下：

  i-2   i-1    i
   x     (     )       

  显然，dp[i] 的值应当是 dp[i-2] + 2。

• s[i-1]=‘): 字符串形如 ...))，显然，下标对应如下：

  ?          i-1    i
  x   (...    )     )

  现考虑与 s[i-1] 匹配的 左括号的位置，s[i-1]=‘)‘ ，其合法的括号串长度是 dp[i-1] ，那么 ‘(‘ 的位置应当是：

  i - 1 - （dp[i-1] - 1) = i - dp[i-1]

  也就是说，s[i] = ) 匹配的左括号位置应当是：i - dp[i-1] - 1.

  i-dp[i-1]-1  i-dp[i-1]        i-1    i
      x            (      ...    )     )

  如果 x = s[i-dp[i-1]-1] == ) ，那么: dp[i] = dp[i-dp[i-1]-2] + dp[i-1] + 2 （因为 “ 没画出来的 ” 前面仍有可能是有效的括号串）

  但是如果 i-dp[i-1]-1 这个位置的符号不是 ( 呢？这就说明以 s[i] 为结尾的括号传不是合法的，即：d[i] = 0。

  完整代码：

  需要特别注意数组下标越界的问题，一旦越界，说明前面不是一个有效的括号串。

  /*
      DP解法：
      dp[i] 表示：以s[i]结尾的，最长有效子串
      那么：
          if s[i]=='(' then dp[i] = 0
          if s[i]==')':
              if (s[i-1]=='(') then dp[i] = dp[i-2]+2
              if (s[i-1]==')') then dp[i] = dp[i-dp[i-1]-2] + dp[i-1] + 2
  
   */
  #include "leetcode.h"
  #include <stack>
  class Solution
  {
  public:
      int longestValidParentheses(string s)
      {
          int len = s.length();
          if (len == 0 || len == 1)
              return 0;
          vector<int> dp(len, 0);
          for (int i = 1; i < len; i++)
          {
              if (s[i] == ')')
              {
                  if (s[i - 1] == '(')
                  {
                      if (i >= 2)
                          dp[i] = dp[i - 2] + 2;
                      else
                          dp[i] = 2;
                  }
                  else if (s[i - 1] == ')')
                  {
                      int midlen = dp[i - 1];
                      if (i >= (midlen + 1))
                      {
                          char c = s[i - midlen - 1];
                          if (c == '(')
                              dp[i] = dp[i - 1] + 2 + (i >= (midlen + 2) ? dp[i - midlen - 2] : 0);
                          else
                              dp[i] = 0;
                      }
                      else
                      {
                          dp[i] = 0;
                      }
  
                  }
              }
          }
          for (int x : dp)
              cout << x << ' ';
          cout << endl;
          int result = -1;
          for (int x : dp)
              result = max(result, x);
          return result;
      }
  };
  
  int main()
  {
      string s[] = {"())", "(()", ")()())"};
      Solution sol;
      for (int i = 0; i < 3; i++)
          cout << sol.longestValidParentheses(s[i]) << "
  "
               << endl;
  }