[leetcode] 22. 括號生成

難度:Medium.

給出 n 代表生成括號的對數,請你寫出一個函數,使其能夠生成所有可能的并且有效的括號組合。

例如,給出 n = 3,生成結果為:
[
"((()))",
"(()())",
"(())()",
"()(())",
"()()()"
]

解析:
這里的相關標簽是:字符串,回溯算法.

回溯算法,即深度優先搜索(depth-first-search). 相比于廣度優先搜索,深度優先搜索的優點是:代碼好寫,主要是遞歸的思想。

可以參見【算法圖解】Week 2 遞歸。簡單來說:

  1. 遞歸就是指調用自己。
  2. 調用自己很容易進入無限循環,所以需要一個計數器。
  3. 計數器的作用是告訴遞歸函數:什么時候停止。
  4. 因而,每個遞歸函數有2個條件:基線條件(base case), 遞歸(recursive case)
  5. 基線條件(base case):是指函數不再調用自己的條件。
  6. 遞歸(recursive case):是指函數調用自己的條件。
  7. 棧有2種操作:壓入(插入)彈出(讀取&刪除)
  8. 所有函數的調用都會進入棧。
  9. 遞歸函數的執行過程就是不停的將帶有不用參數的自己本身壓入棧,直到符合基線條件,再層層彈出。
  10. 棧可能很長,這將占用大量的內存。(避免)

這里判斷遞歸是否結束(基線條件)有2個標準:

  1. 剩余的左括號數量 小于 右括號 數量,說明生成的字符串不是有效的括號組合,去掉。
  2. 剩余的左括號數量 and 右括號 數量 等于 0, 說明生成的字符串是有效的括號組合,添加到輸出list里。

否則,繼續迭代。

代碼:

def generateParenthesis(n):
    result = []
    cur_str = ""
    
    def dfs (cur_str, l, r):
        if l == 0 and r == 0:
            result.append(cur_str)
            return 
        if r < l:
            return
        
        if l > 0:
            dfs(cur_str + "(", l-1, r)
        
        if r > 0:
            dfs(cur_str + ")", l, r-1)
    
    dfs(cur_str, n, n)
    return result
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