【月度刷题计划同款】极致繁琐的模拟题
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题目描述
这是 LeetCode 上的 591. 标签验证器 ，难度为 困难。
Tag : 「模拟」、「栈」
给定一个表示代码片段的字符串，你需要实现一个验证器来解析这段代码，并返回它是否合法。合法的代码片段需要遵守以下的所有规则：
- 代码必须被合法的闭合标签包围。否则，代码是无效的。
- 闭合标签（不一定合法）要严格符合格式：
<TAG_NAME>TAG_CONTENT</TAG_NAME>。其中，<TAG_NAME>是起始标签，</TAG_NAME>是结束标签。起始和结束标签中的TAG_NAME应当相同。当且仅当TAG_NAME和TAG_CONTENT都是合法的，闭合标签才是合法的。 - 合法的
TAG_NAME仅含有大写字母，长度在范围 [1,9][1,9][1,9] 之间。否则，该TAG_NAME是不合法的。 - 合法的
TAG_CONTENT可以包含其他合法的闭合标签，cdata（ 请参考规则 777 ）和任意字符（ 注意参考规则 111 ）除了不匹配的<、不匹配的起始和结束标签、不匹配的或带有不合法TAG_NAME的闭合标签。否则，TAG_CONTENT是不合法的。 - 一个起始标签，如果没有具有相同
TAG_NAME的结束标签与之匹配，是不合法的。反之亦然。不过，你也需要考虑标签嵌套的问题。 - 一个
<，如果你找不到一个后续的>与之匹配，是不合法的。并且当你找到一个<或</时，所有直到下一个>的前的字符，都应当被解析为TAG_NAME（不一定合法）。 cdata有如下格式：<![CDATA[CDATA_CONTENT]]>。CDATA_CONTENT的范围被定义成<![CDATA[和后续的第一个]]>之间的字符。CDATA_CONTENT可以包含任意字符。cdata的功能是阻止验证器解析CDATA_CONTENT，所以即使其中有一些字符可以被解析为标签（无论合法还是不合法），也应该将它们视为常规字符。
合法代码的例子:
输入: "<DIV>This is the first line <![CDATA[<div>]]></DIV>"
输出: True
解释:
代码被包含在了闭合的标签内： <DIV> 和 </DIV> 。
TAG_NAME 是合法的，TAG_CONTENT 包含了一些字符和 cdata 。
即使 CDATA_CONTENT 含有不匹配的起始标签和不合法的 TAG_NAME，它应该被视为普通的文本，而不是标签。
所以 TAG_CONTENT 是合法的，因此代码是合法的。最终返回True。
输入: "<DIV>>> ![cdata[]] <![CDATA[<div>]>]]>]]>>]</DIV>"
输出: True
解释:
我们首先将代码分割为： start_tag|tag_content|end_tag 。
start_tag -> "<DIV>"
end_tag -> "</DIV>"
tag_content 也可被分割为： text1|cdata|text2 。
text1 -> ">> ![cdata[]] "
cdata -> "<![CDATA[<div>]>]]>" ，其中 CDATA_CONTENT 为 "<div>]>"
text2 -> "]]>>]"
start_tag 不是 "<DIV>>>" 的原因参照规则 6 。
cdata 不是 "<![CDATA[<div>]>]]>]]>" 的原因参照规则 7 。
不合法代码的例子:
输入: "<A> <B> </A> </B>"
输出: False
解释: 不合法。如果 "<A>" 是闭合的，那么 "<B>" 一定是不匹配的，反之亦然。
输入: "<DIV> div tag is not closed <DIV>"
输出: False
输入: "<DIV> unmatched < </DIV>"
输出: False
输入: "<DIV> closed tags with invalid tag name <b>123</b> </DIV>"
输出: False
输入: "<DIV> unmatched tags with invalid tag name </1234567890> and <CDATA[[]]> </DIV>"
输出: False
输入: "<DIV> unmatched start tag <B> and unmatched end tag </C> </DIV>"
输出: False
注意:
- 为简明起见，你可以假设输入的代码（包括提到的任意字符）只包含
数字,字母,'<','>','/','!','[',']'和' '。
模拟（栈）
字符串大模拟，假设字符串 s 长度为 nnn，当前处理到的位置为 iii，根据以下优先级进行检查：
- 优先尝试检查以 iii 为开始的连续段是否为
CDATA，若能匹配到开头，则尝试匹配到CDATA的结尾处，并更新 iii，若无法找到结尾，返回False； - 尝试匹配 s[i]s[i]s[i] 是否为
<，若满足，则根据 s[i+1]s[i + 1]s[i+1] 是否为/来判断当前TAG_NAME是处于右边还是左边，然后将TAG_NAME取出，记为 tagtagtag，判断 tagtagtag 长度是否合法，不合法返回False，合法则根据是左边还是右边的TAG_NAME分情况讨论：- 位于左边的
TAG_NAME：将其加入栈中，等待右边的TAG_NAME与其匹配； - 位于右边的
TAG_NAME：将其与当前栈顶的元素进行匹配，若栈为空或匹配不上，返回False（注意：由于整个s应当被一对TAG_NAME所包裹，因此如果取出后栈顶元素匹配后，栈为空，同时又还没处理完整个s，此时s也不合法，返回Fasle）；
- 位于左边的
- 其余情况则为普通字符。
最后由于整个 s 应当被一对 TAG_NAME 所包裹，因此当 i=0i = 0i=0 时，不能是情况 111 和情况 333，需要特判一下。
代码：
class Solution {
String CDATA1 = "<![CDATA[", CDATA2 = "]]>";
public boolean isValid(String s) {
Deque<String> d = new ArrayDeque<>();
int n = s.length(), i = 0;
while (i < n) {
if (i + 8 < n && s.substring(i, i + 9).equals(CDATA1)) {
if (i == 0) return false;
int j = i + 9;
boolean ok = false;
while (j < n && !ok) {
if (j + 2 < n && s.substring(j, j + 3).equals(CDATA2)) {
j = j + 3; ok = true;
} else {
j++;
}
}
if (!ok) return false;
i = j;
} else if (s.charAt(i) == '<') {
if (i == n - 1) return false;
boolean isEnd = s.charAt(i + 1) == '/';
int p = isEnd ? i + 2 : i + 1, j = p;
while (j < n && s.charAt(j) != '>') {
if (!Character.isUpperCase(s.charAt(j))) return false;
j++;
}
if (j == n) return false;
int len = j - p;
if (len < 1 || len > 9) return false;
String tag = s.substring(p, j);
i = j + 1;
if (!isEnd) {
d.addLast(tag);
} else {
if (d.isEmpty() || !d.pollLast().equals(tag)) return false;
if (d.isEmpty() && i < n) return false;
}
} else {
if (i == 0) return false;
i++;
}
}
return d.isEmpty();
}
}
- 时间复杂度：O(n)O(n)O(n)
- 空间复杂度：O(n)O(n)O(n)
最后
这是我们「刷穿 LeetCode」系列文章的第 No.591 篇，系列开始于 2021/01/01，截止于起始日 LeetCode 上共有 1916 道题目，部分是有锁题，我们将先把所有不带锁的题目刷完。
在这个系列文章里面，除了讲解解题思路以外，还会尽可能给出最为简洁的代码。如果涉及通解还会相应的代码模板。
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