【Day21】LeetCode算法题 [921. 使括号有效的最少添加 ] [1706. 球会落何处]

CSDN话题挑战赛第2期 参赛话题：学习笔记

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刷题打卡，第 二十一 天

• 题目一、921. 使括号有效的最少添加
• 题目二、1706. 球会落何处

题目一、921. 使括号有效的最少添加

原题链接：921. 使括号有效的最少添加

题目描述：

只有满足下面几点之一，括号字符串才是有效的：

• 它是一个空字符串，或者
• 它可以被写成 AB （A 与 B 连接）, 其中 A 和 B 都是有效字符串，或者
• 它可以被写作 (A)，其中 A 是有效字符串。 给定一个括号字符串 s ，移动N次，你就可以在字符串的任何位置插入一个括号。 例如，如果 s = “()))” ，你可以插入一个开始括号为 “(()))” 或结束括号为 “())))” 。
• 返回 为使结果字符串 s 有效而必须添加的最少括号数。 / 示例 1： 输入：s = “())” 输出：1 / 示例 2： 输入：s = “(((” 输出：3

解题思路： 题目把要求讲述地很细致了，我们可以简单地理解为：要让字符串中没有多余的单边括号，我们最少要添加多少次对应的单边括号呢？

一开始我觉得十分简单，既然要让括号都对应起来，那就让左半边括号的数量等于右半边括号的数量不就行了？ 于是我就很自信地遍历字符串的每一个字符： 当遇到左括号‘(’，就记录左括号数量left++； 当遇到右括号‘)’，就记录左括号数量right++； 最后返回差值… 结果提交结果是：

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我忽略了一类重要的情况:那就是当左右括号顺序是错开的，上面的思路就完全错误啦。 比如：") (",需要返回的就不是差值0,而是2.

这么一来我们就需要另外想办法了，但是问题不大，思路很快就有啦，那就是利用栈结构来判断：

当遇到左括号'(',我们就将左括号入栈，等待对应的右括号')';

当遇到右括号')'，我们就要分为两种情况… ①栈中没有元素，也就是栈长度为0时，我们记录右括号')'的数量right++ ②当栈中存在元素左括号(，我们将栈顶元素弹出，代表两个括号对应，抵消了。

当我们遍历完整个字符串，也就知道了最少需要添加多少个括号使得所有括号有效了：

我们需要right数量个的左括号'(' 和 栈长度数量个的右括号')' 栈记作 dq,则最少需要 添加right + dq.size()个括号

提交代码：

class Solution {
    public int minAddToMakeValid(String s) {
        char[] ch = s.toCharArray();        //字符串转化为字符数组
        int right = 0;                      //用于记录单独的右括号个数

        //创建栈，用于记录单独的左括号个数
        Deque<Character> dq = new LinkedList<>();
        for(char a : ch){            //遍历每一个字符
            if(a == '(')             //左括号入栈
            dq.push(a);
            if(a == ')'){            //遇到右括号
                if(dq.size() == 0){  //栈空，right++
                    ++right;
                }else{               //栈中有对应的左括号
                    dq.pop();        //栈顶弹出，左右括号对应抵消
                }
            }
        }

        return right + dq.size();   //返回最少添加数
    }
}

提交结果：

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题目二、1706. 球会落何处

原题链接：1706. 球会落何处

题目描述：

用一个大小为 m x n 的二维网格 grid 表示一个箱子。你有 n 颗球。箱子的顶部和底部都是开着的。 箱子中的每个单元格都有一个对角线挡板，跨过单元格的两个角，可以将球导向左侧或者右侧。

• 将球导向右侧的挡板跨过左上角和右下角，在网格中用 1 表示。
• 将球导向左侧的挡板跨过右上角和左下角，在网格中用 -1 表示。

在箱子每一列的顶端各放一颗球。每颗球都可能卡在箱子里或从底部掉出来。如果球恰好卡在两块挡板之间的 “V” 形图案，或者被一块挡导向到箱子的任意一侧边上，就会卡住。 返回一个大小为 n 的数组 answer ，其中 answer[i] 是球放在顶部的第 i 列后从底部掉出来的那一列对应的下标，如果球卡在盒子里，则返回 -1 。 / 示例 1：

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输入：grid = [[1,1,1,-1,-1],[1,1,1,-1,-1],[-1,-1,-1,1,1],[1,1,1,1,-1],[-1,-1,-1,-1,-1]] 输出：[1,-1,-1,-1,-1] 解释：示例如图： b0 球开始放在第 0 列上，最终从箱子底部第 1 列掉出。 b1 球开始放在第 1 列上，会卡在第 2、3 列和第 1 行之间的 “V” 形里。 b2 球开始放在第 2 列上，会卡在第 2、3 列和第 0 行之间的 “V” 形里。 b3 球开始放在第 3 列上，会卡在第 2、3 列和第 0 行之间的 “V” 形里。 b4 球开始放在第 4 列上，会卡在第 2、3 列和第 1 行之间的 “V” 形里。 / 示例 2： 输入：grid = [[-1]] 输出：[-1] 解释：球被卡在箱子左侧边上。 / 示例 3： 输入：grid = [[1,1,1,1,1,1],[-1,-1,-1,-1,-1,-1],[1,1,1,1,1,1],[-1,-1,-1,-1,-1,-1]] 输出：[0,1,2,3,4,-1]

解题思路： 题目要求我们返回一个大小为 n 的数组 answer 。

• 其中 answer[i] 是球放在顶部的第 i 列后从底部掉出来的那一列对应的下标；
• 如果球卡在盒子里，则返回 -1 ；

为了得到大小为 n 的数组 answer，我们就需要使用循环，从第一列的顶端开始遍历，将每一个位置都遍历一遍，同时记录下每一次的落点位置，最终返回数组 answer。

基本的思路出来的，但是难题根本未被解决，我们如何才能确定球的落点位置呢？ 我们可以借助题目给到的例子观察：

①当前格子的值为1,代表接下来球会向右移动，也就是列数：col++ ②当前格子的值为-1,代表接下来球会向左移动，也就是列数：col-- ③当球体完成一次左移或者后移后，都会掉到下一行当中，也就是行数：row++ ④当然，上面所有的情况都需要建立在： 移动后格子的值不变的情况下 以及 移动后位置不越界的情况下

当出现 移动后格子的值改变 或者 移动后位置越界 的情况时，代表： 球恰好卡在两块挡板之间的 “V” 形图案，或者被一块挡导向到箱子的任意一侧边上，卡住了，那么此次落点就记录为 -1

⑤当球没有被拦截下来而停止，最终从盒子底部掉落，我们就记录下掉落前的最后一刻，球在最后一行对应的列数col

当记录完从每一列顶部放入球后最终的落点位置时，我们直接返回记录数组answer

提交代码：

class Solution {
    public int[] findBall(int[][] grid) {
        int rows = grid.length;    //获取行数
        int cols = grid[0].length; //获取列数
        int[] out = new int[cols]; //创建记录落点的数组，长度与列数相同

a:for(int i = 0;i < cols;++i){     //遍历球从每一列顶端放下的情况
        int row = 0;               //球从第一行开始移动
        int col = i;               //球在第i列顶端被放下
        while(row < rows){         //球没有掉出网格时
            int val = grid[row][col];    //获取球所在格子的挡板情况
            if(val == 1){                //向着右侧
                if(col+1 < cols) ++col;  //如果向右没有越界，列数++，球右移
                else{                    
                    out[i] = -1;         //遇到箱子一侧，被拦截，记录-1
                    continue a;          //进入下一次循环
                }
            }
            //以下是挡板向着左侧的情况，步骤与上述基本一致
            if(val == -1){
                if(col-1 >= 0) --col;
                else{
                   out[i] = -1;
                   continue a; 
                }
            }
            //获取下一个位置的挡板情况
            int next = grid[row][col];
            //挡板位置情况相同，球下落
            if(val == next) row++;
            //位置情况相反，形成 V字图案，球被拦截
            else{
                out[i] = -1;  //记录-1
                continue a;   //进入下一次循环
            }  
        }
            out[i] = col;     //记录底部掉落位置
}
 
            return out;       //返回记录的数组out（题目要求的answer[]）
        } 
    }

提交结果：

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