在C++中,如何找到满足给定位置具有开括号的平衡表达式?


给定一个整数m和一个位置数组'position[]' (1 <= length(position[]) <= 2m),找到可以构造长度为2m的正确括号表达式的数量,使得给定位置具有开括号。

注意:position[]数组以(基于1的索引)[0, 1, 1, 0]的形式提供。这里1表示应该设置开括号的位置。对于值为0的位置,可以设置开括号或闭括号。

示例

Input: n = 2, position[] = [1, 0, 1, 0]
Output: 1
The only possibility is given below:
[ ] [ ]
In this case, recursive and recursion implementing memorization approach will be explained.

算法

我们必须将给定数组adj1(假设)中所有带有开括号的位置标记为1。

我们运行一个递归循环,方法如下:

  • 如果总括号数(开括号减去闭括号)小于零,则返回0。

  • 如果索引达到m并且总括号数等于0,则存在解决方案并返回1,否则返回0。

  • 如果索引值预先分配为1,则我们必须使用index+1递归调用函数,并将总括号数递增。

  • 否则,我们必须通过在该位置或索引处插入开括号并将总括号数递增1,以及在该索引处插入闭括号并将总括号数递减1,然后继续到下一个索引直到m,来递归调用函数。

以下是上述算法的递归解决方案:

示例

 在线演示

// C++ application of above method implementing Recursion
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
// Function to locate or find Number of proper bracket expressions
int find(int index1, int openbrk1, int m, int adj1[]){
   // If open-closed brackets less than 0
   if (openbrk1 < 0)
   return 0;
   // If index reaches the end of expression
   if (index1 == m) {
      // If brackets are balanced
      if (openbrk1 == 0)
      return 1;
      else
      return 0;
   }
   // If the current index has assigned open bracket
   if (adj1[index1] == 1) {
      // We have to move forward increasing the
      // length of open brackets
      return find(index1 + 1, openbrk1 + 1, m, adj1);
   }
   else {
      // We have to move forward by inserting open as well
      // as closed brackets on that index
      return find(index1 + 1, openbrk1 + 1, m, adj1)
      + find(index1 + 1, openbrk1 - 1, m, adj1);
   }
}
// Driver Code
int main(){
   int m = 2;
   // Open brackets at position 1
   int adj1[4] = { 1, 0, 0, 0 };
   // Calling the find function to calculate the answer
   cout << find(0, 0, 2 * m, adj1) << endl;
   return 0;
}

输出

2

**记忆化方法 -**上述算法的时间复杂度可以通过实现记忆化来改进或优化。

唯一需要执行的操作是实现一个数组来存储先前迭代的结果,以便如果已经计算出值,则不需要多次递归调用同一个函数。

以下是所需的实现

 在线演示

// C++ application of above method implementing memorization
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define M 1000
// Function to locate or find Number of proper bracket expressions
int find(int index1, int openbrk1, int m,
int dp1[M][M], int adj1[]){
   // If open-closed brackets is less than 0
   if (openbrk1 < 0)
   return 0;
   // If index attains or reaches the end of expression
   if (index1 == m) {
      // If brackets are balanced
      if (openbrk1 == 0)
      return 1;
      else
      return 0;
   }
   // If already stored in dp1
   if (dp1[index1][openbrk1] != -1)
   return dp1[index1][openbrk1];
   // If the current index has assigned open bracket
   if (adj1[index1] == 1) {
      // We have to move forward increasing the length of open brackets
      dp1[index1][openbrk1] = find(index1 + 1,
      openbrk1 + 1, m, dp1, adj1);
   }
   else {
      // We have to move forward by inserting open as
      // well as closed brackets on that index
      dp1[index1][openbrk1] = find(index1 + 1, openbrk1 + 1, m, dp1, adj1) + find(index1 + 1,             openbrk1 -    1, m, dp1, adj1);
   }
   // We have to return the answer
   return dp1[index1][openbrk1];
}
// Driver Code
int main(){
   // dp1 array to precalculate the answer
   int dp1[M][M];
   int m = 2;
   memset(dp1, -1, sizeof(dp1));
   // Open brackets at position 1
   int adj1[4] = { 1, 0, 0, 0 };
   // We have to call the find function to compute the answer
   cout<< find(0, 0, 2 * m, dp1, adj1) << endl;
   return 0;
}

输出

2

时间复杂度:O(N2)

更新于:2020年1月29日

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