LeetCode-726. 原子的数量(python2)

题目链接：

726.原子数量

题目难度：困难

题目描述：

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。

解题思路与解题代码：

# -*- coding: UTF-8 -*-
class Solution(object):def countOfAtoms(self, formula):stack = list()# 第一步将每个元素、数字、括号独立出来，也就是说有的元素有两个字母组成，有的数字是10以上的# 因此要把他们组合i = 0n = len(formula)while i < n:if formula[i].isalpha():if formula[i].islower():c = stack.pop()c = c + formula[i]stack.append(c)else:stack.append(formula[i])i += 1elif formula[i] == '(':stack.append(formula[i])i += 1elif formula[i] == ')':stack.append(formula[i])i += 1else:num_str = formula[i]i += 1while i < n and formula[i].isdigit():num_str += formula[i]i += 1stack.append(num_str)# 组合结果如下# print stack# ['K', '4', '(', 'O', 'N', '(', 'S', 'O', '3', ')', '2', ')', '2']# 第二步 有的元素只有一个，因此要把1补齐i = 0m = len(stack)-1tmp_stack = list()for i in range(m):tmp_stack.append(stack[i])if stack[i].isalpha():if not stack[i+1].isdigit():tmp_stack.append("1")tmp_stack.append(stack[m])if stack[m].isalpha():tmp_stack.append("1")stack = tmp_stack# 补齐结果如下# print stack# ['K', '4', '(', 'O', '1', 'N', '1', '(', 'S', '1', 'O', '3', ')', '2', ')', '2']# 第三步，开始遍历，进行计算，每次遇到一个“）”都往回找“（”，把括号外的数字乘进去，并组合元素和数字stack2 = list()i = 0l = len(stack)while i < l:if stack[i].isalpha():stack2.append([stack[i],stack[i+1]])i += 2elif stack[i] == '(':stack2.append(stack[i])i += 1elif stack[i] == ')':num = int(stack[i+1])tmp = list()c = stack2.pop()while i > 0 and c != '(':c1 = [c[0], str(int(c[1]) * num)]tmp.append(c1)c = stack2.pop()stack2.extend(tmp)i += 2# print stack2# [['K', '4'], ['S', '4'], ['O', '12'], ['N', '2'], ['O', '2']]# 第四步，计算基本完成，将结果中重复元素合并，result_dict = {}for i in stack2:if result_dict.has_key(i[0]):count = result_dict[i[0]] + int(i[1])result_dict[i[0]] = countelse:result_dict[i[0]] = int(i[1])result = ""sor = sorted(result_dict)for key in sor:if result_dict[key] == 1:result += keyelse:result += str(key)+str(result_dict[key])print result# K4N2O14S4return result# a = Solution()
# a.countOfAtoms("K4(ON(SO3)2)2")

时间复杂度： O(n)

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