题目

给定一个化学式formula（作为字符串），返回每种原子的数量。
原子总是以一个大写字母开始，接着跟随0个或任意个小写字母，表示原子的名字。
如果数量大于 1，原子后会跟着数字表示原子的数量。如果数量等于 1 则不会跟数字。例如，H2O 和 H2O2 是可行的，但 H1O2 这个表达是不可行的。
两个化学式连在一起是新的化学式。例如 H2O2He3Mg4 也是化学式。
一个括号中的化学式和数字（可选择性添加）也是化学式。例如 (H2O2) 和 (H2O2)3 是化学式。
给定一个化学式，输出所有原子的数量。格式为：第一个（按字典序）原子的名子，跟着它的数量（如果数量大于 1），然后是第二个原子的名字（按字典序），跟着它的数量（如果数量大于 1），以此类推。

示例 1:
输入: formula = “H2O”
输出: “H2O”
解释: 原子的数量是 {‘H’: 2, ‘O’: 1}。

示例 2:
输入: formula = “Mg(OH)2”
输出: “H2MgO2”
解释: 原子的数量是 {‘H’: 2, ‘Mg’: 1, ‘O’: 2}。

示例 3:
输入: formula = “K4(ON(SO3)2)2”
输出: “K4N2O14S4”
解释: 原子的数量是 {‘K’: 4, ‘N’: 2, ‘O’: 14, ‘S’: 4}。
注意:

• 所有原子的第一个字母为大写，剩余字母都是小写。
• formula的长度在[1, 1000]之间。
• formula只包含字母、数字和圆括号，并且题目中给定的是合法的化学式。

题解

class Solution {
int i, n;
String formula;
public String countOfAtoms(String formula) {
this.i = 0;
this.n = formula.length();
this.formula = formula;
Deque<Map<String, Integer>> stack = new LinkedList<Map<String, Integer>>();
stack.push(new HashMap<String, Integer>());
while (i < n) {
char ch = formula.charAt(i);
if (ch == '(') {
i++;
stack.push(new HashMap<String, Integer>()); // 将一个空的哈希表压入栈中，准备统计括号内的原子数量
} else if (ch == ')') {
i++;
int num = parseNum(); // 括号右侧数字
Map<String, Integer> popMap = stack.pop(); // 弹出括号内的原子数量
Map<String, Integer> topMap = stack.peek();
for (Map.Entry<String, Integer> entry : popMap.entrySet()) {
String atom = entry.getKey();
int v = entry.getValue();
topMap.put(atom, topMap.getOrDefault(atom, 0) + v * num); // 将括号内的原子数量乘上 num，加到上一层的原子数量中
}
} else {
String atom = parseAtom();
int num = parseNum();
Map<String, Integer> topMap = stack.peek();
topMap.put(atom, topMap.getOrDefault(atom, 0) + num); // 统计原子数量
}
}
Map<String, Integer> map = stack.pop();
TreeMap<String, Integer> treeMap = new TreeMap<String, Integer>(map);
StringBuffer sb = new StringBuffer();
for (Map.Entry<String, Integer> entry : treeMap.entrySet()) {
String atom = entry.getKey();
int count = entry.getValue();
sb.append(atom);
if (count > 1) {
sb.append(count);
}
}
return sb.toString();
}
public String parseAtom() {
StringBuffer sb = new StringBuffer();
sb.append(formula.charAt(i++)); // 扫描首字母
while (i < n && Character.isLowerCase(formula.charAt(i))) {
sb.append(formula.charAt(i++)); // 扫描首字母后的小写字母
}
return sb.toString();
}
public int parseNum() {
if (i == n || !Character.isDigit(formula.charAt(i))) {
return 1; // 不是数字，视作 1
}
int num = 0;
while (i < n && Character.isDigit(formula.charAt(i))) {
num = num * 10 + formula.charAt(i++) - '0'; // 扫描数字
}
return num;
}
}

最后

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