leetcode 面试经典 150 题：简化路径

题目

• 给你一个字符串 path ，表示指向某一文件或目录的 Unix 风格 绝对路径 （以 ‘/’ 开头），请你将其转化为 更加简洁的规范路径。

• 在 Unix 风格的文件系统中规则如下：
  一个点 ‘.’ 表示当前目录本身。
  此外，两个点 ‘…’ 表示将目录切换到上一级（指向父目录）。
  任意多个连续的斜杠（即，‘//’ 或 ‘///’）都被视为单个斜杠 ‘/’。
  任何其他格式的点（例如，‘…’ 或 ‘…’）均被视为有效的文件/目录名称。

• 返回的 简化路径 必须遵循下述格式：
  始终以斜杠 ‘/’ 开头。
  两个目录名之间必须只有一个斜杠 ‘/’ 。
  最后一个目录名（如果存在）不能 以 ‘/’ 结尾。
  此外，路径仅包含从根目录到目标文件或目录的路径上的目录（即，不含 ‘.’ 或 ‘…’）。
  返回简化后得到的 规范路径 。

• 示例 1：
  输入：path = “/home/”
  输出：“/home”
  解释：
  应删除尾随斜杠。

• 示例 2：
  输入：path = “/home//foo/”
  输出：“/home/foo”
  解释：
  多个连续的斜杠被单个斜杠替换。

• 示例 3：
  输入：path = “/home/user/Documents/…/Pictures”
  输出：“/home/user/Pictures”
  解释：
  两个点 “…” 表示上一级目录（父目录）。

• 示例 4：
  输入：path = “/…/”
  输出：“/”
  解释：
  不可能从根目录上升一级目录。

• 示例 5：
  输入：path = “/…/a/…/b/c/…/d/./”
  输出：“/…/b/d”
  解释：
  “…” 在这个问题中是一个合法的目录名。

• 提示：
  1 <= path.length <= 3000
  path 由英文字母，数字，‘.’，‘/’ 或 ‘_’ 组成。
  path 是一个有效的 Unix 风格绝对路径。

题型

1. 核心思想：该题使用栈（Stack）这种数据结构来模拟路径的遍历和回退过程。
2. 复杂度：时间复杂度是 O(n)，其中 n 是路径字符串的长度，因为我们需要遍历整个字符串。空间复杂度也是 O(n)，因为我们需要存储路径的有效部分。
3. c++ 实现算法：

class Solution {
public:std::string simplifyPath(std::string path) {std::vector<std::string> stack;//定义一个栈//创建了一个 std::stringstream 对象 ss，并将字符串 path 作为其初始内容。//这样做的目的是为了方便地对路径字符串进行分割和读取操作。std::stringstream ss(path);//dir 用于存储从 stringstream 中读取的每个目录std::string dir;//使用 getline 函数从 stringstream 中按 / 分割读取路径的每个部分，直到没有更多内容可读。while (getline(ss, dir, '/')) {//如果目录为空字符串或为 "."，表示当前目录，不做任何操作，继续下一次循环。if (dir.empty() || dir == ".") {continue;}//如果目录为 ".."，表示返回上一级目录。如果栈不为空，则弹出栈顶元素（即移除上一级目录）。else if (dir == "..") {if (!stack.empty()) {stack.pop_back();}}//否则，将该目录压入栈中。 else {stack.push_back(dir);}}//初始化一个空字符串 simplified，用于存储简化后的路径。然后遍历栈中的每个目录，//将其添加到 simplified 字符串中，并在每个目录前加上 /。std::string simplified;for (const std::string& d : stack) {simplified += "/" + d;}//simplified 为空字符串，说明路径简化后是一个根目录，返回 /。否则，返回 simplified。return simplified.empty() ? "/" : simplified;}
};

4. 算法推演：

• 初始化
  stack：[]
  ss：/a/./b/…/…/c/

• 遍历路径

  • 读取第一个部分：“”
    空字符串，忽略。
    stack：[]

  • 读取第二个部分：“a”
    将 “a” 压入栈。
    stack：[“a”]

  • 读取第三个部分：“.”
    当前目录，忽略。
    stack：[“a”]

  • 读取第四个部分：“b”
    将 “b” 压入栈。
    stack：[“a”, “b”]

  • 读取第五个部分：“…”
    返回上一级目录，弹出栈顶元素 “b”。
    stack：[“a”]

  • 读取第六个部分：“…”
    返回上一级目录，弹出栈顶元素 “a”。
    stack：[]

  • 读取第七个部分：“c”
    将 “c” 压入栈。
    stack：[“c”]

• 构建简化后的路径
  初始化 simplified：“”
  遍历栈中的每个目录，将其添加到 simplified 字符串中，并在每个目录前加上 /。
  simplified：“/c”

• 返回结果
  simplified 不为空，返回 “/c”

• 最终结果
  简化后的路径为：“/c”

5. c++ 完整demo：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>
#include <sstream>class Solution {
public:std::string simplifyPath(std::string path) {std::vector<std::string> stack;//定义一个栈//创建了一个 std::stringstream 对象 ss，并将字符串 path 作为其初始内容。//这样做的目的是为了方便地对路径字符串进行分割和读取操作。std::stringstream ss(path);//dir 用于存储从 stringstream 中读取的每个目录std::string dir;//使用 getline 函数从 stringstream 中按 / 分割读取路径的每个部分，直到没有更多内容可读。while (getline(ss, dir, '/')) {//如果目录为空字符串或为 "."，表示当前目录，不做任何操作，继续下一次循环。if (dir.empty() || dir == ".") {continue;}//如果目录为 ".."，表示返回上一级目录。如果栈不为空，则弹出栈顶元素（即移除上一级目录）。else if (dir == "..") {if (!stack.empty()) {stack.pop_back();}}//否则，将该目录压入栈中。 else {stack.push_back(dir);}}//初始化一个空字符串 simplified，用于存储简化后的路径。然后遍历栈中的每个目录，//将其添加到 simplified 字符串中，并在每个目录前加上 /。std::string simplified;for (const std::string& d : stack) {simplified += "/" + d;}//simplified 为空字符串，说明路径简化后是一个根目录，返回 /。否则，返回 simplified。return simplified.empty() ? "/" : simplified;}
};int main() {Solution solution;std::string path = "/home//foo/";std::string simplifiedPath = solution.simplifyPath(path);std::cout << "Simplified Path: " << simplifiedPath << std::endl;return 0;
}