[算法题解详细]DFS解力扣22括号生成

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题目

数字 n 代表生成括号的对数,请你设计一个函数,用于能够生成所有可能的并且 有效的 括号组合。

有效括号组合需满足:左括号必须以正确的顺序闭合。

示例1

输入:n = 3
输出:["((()))","(()())","(())()","()(())","()()()"]

示例2

输入:n = 1
输出:["()"]

提示

 1. 1 <= n <= 8

思路

这道题的解决方法有很多,我们从自己的思路开始来一步步解决这个问题

首先我们肯定要写一个dfs函数,题目给出n,那么dfs函数递归的深度就是2*n,因为n对括号包括2n个括号(左括号和右括号)

然后我们先不做判断,直接在每层递归中加左括号再回溯,然后加右括号再回溯,这样做会遍历出所有的情况,包括"(((((("等等的这种情况我们都会碰到,那么我们如何去除掉这些不合理的情况呢,就需要我们对递归中的temp进行判断,如果左括号大于n或者当前的右括号数量大于左括号数量的时候,直接终止当前递归,当然我们也可以反过来写就是当左括号数量小于n或当前右括号数量小于左括号数量的时候,我们就添加相应的括号

下面我们进入代码

代码

主函数中我们初始化ans容器,定义temp用于存储可行的括号组合,然后给dfs函数传入参数

class Solution {
    
    
public:
    vector<string> ans;
    string temp;
    vector<string> generateParenthesis(int n) {
    
    
        ans.clear();
        dfs(n,0);
        return ans;
    }   
};

然后是dfs函数中出口条件一个是我们之前说到的对temp的判断,还有一个就是当前括号数量已经等于了2 * n的时候,我们将当前答案加入ans容器中,然后终止,然后是在之后的进行两次回溯,添加左括号进行回溯,添加右括号进行回溯

void dfs(int n,int u) {
    
    
        if(!check(temp, n)) {
    
    
            return;
        }
        if(u == (2 * n)) {
    
    
            ans.push_back(temp);
            return;
        }
        temp += '(';
        dfs(n, u + 1);
        temp = temp.substr(0, temp.length() - 1);
        temp += ')';
        dfs(n, u + 1);
        temp = temp.substr(0, temp.length() - 1);
    }

然后是check函数,用于判断temp是否符合规则,具体方式是把左括号数量和右括号数量都计算出来,然后进行判断

bool check(string& temp, int n) {
    
    
        int l = temp.length();
        int left = 0;
        int right = 0;
        for(int i = 0; i < l; i++) {
    
    
            if(temp[i] == '(') {
    
    
                ++left;
            }else if(temp[i] == ')'){
    
    
                ++right;
            }
        }
        if(left < right || left > n || right > n) {
    
    
            return false;
        }else {
    
    
            return true;
        }
}

可以看到不符合规则的有left < right,这是表示当前右括号数量比左括号数量多,这肯定就不能形成正确的括号匹配

还有left > n,这表示当前左括号数已经超过了n,这也不能正确形成n对括号了,也是不符合的

最后是right > n,同左括号一样

下面是完整代码:

class Solution {
    
    
public:
    vector<string> ans;
    string temp;
    bool check(string& temp, int n) {
    
    
        int l = temp.length();
        int left = 0;
        int right = 0;
        for(int i = 0; i < l; i++) {
    
    
            if(temp[i] == '(') {
    
    
                ++left;
            }else if(temp[i] == ')'){
    
    
                ++right;
            }
        }
        if(left < right || left > n || right > n) {
    
    
            return false;
        }else {
    
    
            return true;
        }
    }
    void dfs(int n,int u) {
    
    
        if(!check(temp, n)) {
    
    
            return;
        }
        if(u == (2 * n)) {
    
    
            ans.push_back(temp);
            return;
        }
        temp += '(';
        dfs(n, u + 1);
        temp = temp.substr(0, temp.length() - 1);
        temp += ')';
        dfs(n, u + 1);
        temp = temp.substr(0, temp.length() - 1);
    }
    vector<string> generateParenthesis(int n) {
    
    
        ans.clear();
        dfs(n,0);
        return ans;
    }   
};

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