[leetcode] 22. 括号生成

难度:Medium.

给出 n 代表生成括号的对数,请你写出一个函数,使其能够生成所有可能的并且有效的括号组合。

例如,给出 n = 3,生成结果为:
[
"((()))",
"(()())",
"(())()",
"()(())",
"()()()"
]

解析:
这里的相关标签是:字符串,回溯算法.

回溯算法,即深度优先搜索(depth-first-search). 相比于广度优先搜索,深度优先搜索的优点是:代码好写,主要是递归的思想。

可以参见【算法图解】Week 2 递归。简单来说:

  1. 递归就是指调用自己。
  2. 调用自己很容易进入无限循环,所以需要一个计数器。
  3. 计数器的作用是告诉递归函数:什么时候停止。
  4. 因而,每个递归函数有2个条件:基线条件(base case), 递归(recursive case)
  5. 基线条件(base case):是指函数不再调用自己的条件。
  6. 递归(recursive case):是指函数调用自己的条件。
  7. 栈有2种操作:压入(插入)弹出(读取&删除)
  8. 所有函数的调用都会进入栈。
  9. 递归函数的执行过程就是不停的将带有不用参数的自己本身压入栈,直到符合基线条件,再层层弹出。
  10. 栈可能很长,这将占用大量的内存。(避免)

这里判断递归是否结束(基线条件)有2个标准:

  1. 剩余的左括号数量 小于 右括号 数量,说明生成的字符串不是有效的括号组合,去掉。
  2. 剩余的左括号数量 and 右括号 数量 等于 0, 说明生成的字符串是有效的括号组合,添加到输出list里。

否则,继续迭代。

代码:

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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