扁平化嵌套列表

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读完本文,你不仅学会了算法套路,还可以顺便去 LeetCode 上拿下如下题目:

341.扁平化嵌套列表迭代器(中等)


今天来讲一道非常有启发性的设计题目,为什么说它有启发性,我们后面再说。

一、题目描述

这是 LeetCode 第 341.扁平化嵌套列表迭代器,我来描述一下题目:

首先,现在有一种数据结构 NestedInteger这个结构中存的数据可能是一个 Integer 整数,也可能是一个 NestedInteger 列表。注意,这个列表里面装着的是 NestedInteger,也就是说这个列表中的每一个元素可能是个整数,可能又是个列表,这样无限递归嵌套下去……

NestedInteger 有如下 API:

public class NestedInteger {
    // 如果其中存的是一个整数,则返回 true,否则返回 false
    public boolean isInteger();

    // 如果其中存的是一个整数,则返回这个整数,否则返回 null
    public Integer getInteger();

    // 如果其中存的是一个列表,则返回这个列表,否则返回 null
    public List<NestedInteger> getList();
}

我们的算法会被输入一个 NestedInteger 列表,我们需要做的就是写一个迭代器类,将这个带有嵌套结构 NestedInteger 的列表「拍平」:

public class NestedIterator implements Iterator<Integer> {
    // 构造器输入一个 NestedInteger 列表
    public NestedIterator(List<NestedInteger> nestedList) {}

    // 返回下一个整数
    public Integer next() {}

    // 是否还有下一个元素?
    public boolean hasNext() {}
}

我们写的这个类会被这样调用,先调用 hasNext 方法,后调用 next 方法

NestedIterator i = new NestedIterator(nestedList);
while (i.hasNext())
    print(i.next());

比如示例 1,输入的列表里有三个 NestedInteger,两个列表型的 NestedInteger 和一个整数型的 NestedInteger

学过设计模式的朋友应该知道,迭代器也是设计模式的一种,目的就是为调用者屏蔽底层数据结构的细节,简单地通过 hasNextnext 方法有序地进行遍历。

为什么说这个题目很有启发性呢?因为我最近在用一款类似印象笔记的软件,叫做 Notion(挺有名的)。这个软件的一个亮点就是「万物皆 block」,比如说标题、页面、表格都是 block。有的 block 甚至可以无限嵌套,这就打破了传统笔记本「文件夹」->「笔记本」->「笔记」的三层结构。

回想这个算法问题,NestedInteger 结构实际上也是一种支持无限嵌套的结构,而且可以同时表示整数和列表两种不同类型,我想 Notion 的核心数据结构 block 估计也是这样的一种设计思路。

那么话说回来,对于这个算法问题,我们怎么解决呢?NestedInteger 结构可以无限嵌套,怎么把这个结构「打平」,为迭代器的调用者屏蔽底层细节,得到扁平化的输出呢?

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