Java 字符串解压缩

Java 字符串解压缩

在日常的编程过程中，我们经常会遇到需要对字符串进行压缩和解压缩的需求。字符串解压缩是将经过压缩处理的字符串恢复为原始的字符串的过程。Java 提供了多种方法来实现字符串解压缩，本文将介绍其中两种常用的方法：使用正则表达式和使用栈。

通过正则表达式解压缩字符串

在使用正则表达式解压缩字符串之前，我们先来了解一下正则表达式的基本概念。

正则表达式

正则表达式是一种用于描述字符串模式的工具。通过使用正则表达式，我们可以在一系列文本中查找、替换或匹配符合特定模式的字符串。

在 Java 中，正则表达式由 java.util.regex 包中的类提供支持。常用的正则表达式元字符有：

• \d：匹配一个数字字符。
• \w：匹配一个字母、数字或下划线字符。
• *：匹配前一个字符的零个或多个。
• +：匹配前一个字符的一个或多个。
• ?：匹配前一个字符的零个或一个。
• .：匹配任意一个字符。
• ^：匹配输入字符串的开始位置。
• $：匹配输入字符串的结束位置。

字符串解压缩的正则表达式方法

下面是一个使用正则表达式解压缩字符串的示例代码：

import java.util.regex.Matcher;
import java.util.regex.Pattern;

public class StringDecompressionUsingRegex {
    public static void main(String[] args) {
        String compressedString = "a2b3c4";
        String decompressedString = decompressString(compressedString);
        System.out.println("Decompressed String: " + decompressedString);
    }

    public static String decompressString(String compressedString) {
        StringBuilder decompressedString = new StringBuilder();

        Pattern pattern = Pattern.compile("(\\D)(\\d+)");
        Matcher matcher = pattern.matcher(compressedString);

        while (matcher.find()) {
            char character = matcher.group(1).charAt(0);
            int count = Integer.parseInt(matcher.group(2));

            for (int i = 0; i < count; i++) {
                decompressedString.append(character);
            }
        }

        return decompressedString.toString();
    }
}

在上述代码中，我们首先定义了一个正则表达式 (\\D)(\\d+)，该表达式用于匹配一个非数字字符和一个或多个数字字符。接下来，我们使用 Pattern.compile() 方法将该正则表达式编译成一个模式。然后，我们使用 Matcher 类的 find() 方法依次查找压缩字符串中符合模式的子串。在每次匹配成功后，我们获取非数字字符和数字字符，并将非数字字符重复指定数量的次数添加到解压缩字符串中。

该方法的时间复杂度为 O(n)，其中 n 是压缩字符串的长度。

通过栈解压缩字符串

另一种常用的字符串解压缩方法是使用栈。我们可以将压缩字符串中的字符和数字分别放入两个栈中，然后按照数字指定的重复次数将字符添加到解压缩字符串中。

下面是一个使用栈解压缩字符串的示例代码：

import java.util.Stack;

public class StringDecompressionUsingStack {
    public static void main(String[] args) {
        String compressedString = "a2b3c4";
        String decompressedString = decompressString(compressedString);
        System.out.println("Decompressed String: " + decompressedString);
    }

    public static String decompressString(String compressedString) {
        Stack<Character> characterStack = new Stack<>();
        Stack<Integer> countStack = new Stack<>();

        for (char c : compressedString.toCharArray()) {
            if (Character.isDigit(c)) {
                countStack.push(Character.getNumericValue(c));
            } else if (c == '[') {
                characterStack.push(c);
            } else if (c == ']') {
                StringBuilder tempString = new StringBuilder();
                while (characterStack.peek() != '[') {
                    tempString.insert(0, characterStack.pop());
                }
                characterStack.pop(); // Remove '['

                int count = countStack.pop();