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591. 标签验证器

题目描述

给定一个表示代码片段的字符串，你需要实现一个验证器来解析这段代码，并返回它是否合法。合法的代码片段需要遵守以下的所有规则：

代码必须被合法的闭合标签包围。否则，代码是无效的。
闭合标签（不一定合法）要严格符合格式：<TAG_NAME>TAG_CONTENT</TAG_NAME>。其中，<TAG_NAME>是起始标签，</TAG_NAME>是结束标签。起始和结束标签中的 TAG_NAME 应当相同。当且仅当 TAG_NAME 和 TAG_CONTENT 都是合法的，闭合标签才是合法的。
合法的 TAG_NAME 仅含有大写字母，长度在范围 [1,9] 之间。否则，该 TAG_NAME 是不合法的。
合法的 TAG_CONTENT 可以包含其他合法的闭合标签，cdata （请参考规则7）和任意字符（注意参考规则1）除了不匹配的<、不匹配的起始和结束标签、不匹配的或带有不合法 TAG_NAME 的闭合标签。否则，TAG_CONTENT 是不合法的。
一个起始标签，如果没有具有相同 TAG_NAME 的结束标签与之匹配，是不合法的。反之亦然。不过，你也需要考虑标签嵌套的问题。
一个<，如果你找不到一个后续的>与之匹配，是不合法的。并且当你找到一个<或</时，所有直到下一个>的前的字符，都应当被解析为 TAG_NAME（不一定合法）。
cdata 有如下格式：<![CDATA[CDATA_CONTENT]]>。CDATA_CONTENT 的范围被定义成 <![CDATA[ 和后续的第一个 ]]>之间的字符。
CDATA_CONTENT 可以包含任意字符。cdata 的功能是阻止验证器解析CDATA_CONTENT，所以即使其中有一些字符可以被解析为标签（无论合法还是不合法），也应该将它们视为常规字符。

合法代码的例子:

输入: "<DIV>This is the first line <![CDATA[<div>]]></DIV>"

输出: True

解释: 

代码被包含在了闭合的标签内： <DIV> 和 </DIV> 。

TAG_NAME 是合法的，TAG_CONTENT 包含了一些字符和 cdata 。 

即使 CDATA_CONTENT 含有不匹配的起始标签和不合法的 TAG_NAME，它应该被视为普通的文本，而不是标签。

所以 TAG_CONTENT 是合法的，因此代码是合法的。最终返回True。


输入: "<DIV>>>  ![cdata[]] <![CDATA[<div>]>]]>]]>>]</DIV>"

输出: True

解释:

我们首先将代码分割为： start_tag|tag_content|end_tag 。

start_tag -> "<DIV>"

end_tag -> "</DIV>"

tag_content 也可被分割为： text1|cdata|text2 。

text1 -> ">>  ![cdata[]] "

cdata -> "<![CDATA[<div>]>]]>" ，其中 CDATA_CONTENT 为 "<div>]>"

text2 -> "]]>>]"


start_tag 不是 "<DIV>>>" 的原因参照规则 6 。
cdata 不是 "<![CDATA[<div>]>]]>]]>" 的原因参照规则 7 。

不合法代码的例子:

输入: "<A>  <B> </A>   </B>"
输出: False
解释: 不合法。如果 "<A>" 是闭合的，那么 "<B>" 一定是不匹配的，反之亦然。

输入: "<DIV>  div tag is not closed  <DIV>"
输出: False

输入: "<DIV>  unmatched <  </DIV>"
输出: False

输入: "<DIV> closed tags with invalid tag name  <b>123</b> </DIV>"
输出: False

输入: "<DIV> unmatched tags with invalid tag name  </1234567890> and <CDATA[[]]>  </DIV>"
输出: False

输入: "<DIV>  unmatched start tag <B>  and unmatched end tag </C>  </DIV>"
输出: False

注意:

为简明起见，你可以假设输入的代码（包括提到的任意字符）只包含数字, 字母, '<','>','/','!','[',']'和' '。

解法

方法一：栈模拟

Python3

class Solution:
    def isValid(self, code: str) -> bool:
        def check(tag):
            return 1 <= len(tag) <= 9 and all(c.isupper() for c in tag)

        stk = []
        i, n = 0, len(code)
        while i < n:
            if i and not stk:
                return False
            if code[i : i + 9] == '<![CDATA[':
                i = code.find(']]>', i + 9)
                if i < 0:
                    return False
                i += 2
            elif code[i : i + 2] == '</':
                j = i + 2
                i = code.find('>', j)
                if i < 0:
                    return False
                t = code[j:i]
                if not check(t) or not stk or stk.pop() != t:
                    return False
            elif code[i] == '<':
                j = i + 1
                i = code.find('>', j)
                if i < 0:
                    return False
                t = code[j:i]
                if not check(t):
                    return False
                stk.append(t)
            i += 1
        return not stk

Java

class Solution {
    public boolean isValid(String code) {
        Deque<String> stk = new ArrayDeque<>();
        for (int i = 0; i < code.length(); ++i) {
            if (i > 0 && stk.isEmpty()) {
                return false;
            }
            if (code.startsWith("<![CDATA[", i)) {
                i = code.indexOf("]]>", i + 9);
                if (i < 0) {
                    return false;
                }
                i += 2;
            } else if (code.startsWith("</", i)) {
                int j = i + 2;
                i = code.indexOf(">", j);
                if (i < 0) {
                    return false;
                }
                String t = code.substring(j, i);
                if (!check(t) || stk.isEmpty() || !stk.pop().equals(t)) {
                    return false;
                }
            } else if (code.startsWith("<", i)) {
                int j = i + 1;
                i = code.indexOf(">", j);
                if (i < 0) {
                    return false;
                }
                String t = code.substring(j, i);
                if (!check(t)) {
                    return false;
                }
                stk.push(t);
            }
        }
        return stk.isEmpty();
    }

    private boolean check(String tag) {
        int n = tag.length();
        if (n < 1 || n > 9) {
            return false;
        }
        for (char c : tag.toCharArray()) {
            if (!Character.isUpperCase(c)) {
                return false;
            }
        }
        return true;
    }
}

C++

class Solution {
public:
    bool isValid(string code) {
        stack<string> stk;
        for (int i = 0; i < code.size(); ++i) {
            if (i && stk.empty()) return false;
            if (code.substr(i, 9) == "<![CDATA[") {
                i = code.find("]]>", i + 9);
                if (i < 0) return false;
                i += 2;
            } else if (code.substr(i, 2) == "</") {
                int j = i + 2;
                i = code.find('>', j);
                if (i < 0) return false;
                string t = code.substr(j, i - j);
                if (!check(t) || stk.empty() || stk.top() != t) return false;
                stk.pop();
            } else if (code.substr(i, 1) == "<") {
                int j = i + 1;
                i = code.find('>', j);
                if (i < 0) return false;
                string t = code.substr(j, i - j);
                if (!check(t)) return false;
                stk.push(t);
            }
        }
        return stk.empty();
    }

    bool check(string tag) {
        int n = tag.size();
        if (n < 1 || n > 9) return false;
        for (char& c : tag)
            if (!isupper(c))
                return false;
        return true;
    }
};

Go

func isValid(code string) bool {
	var stk []string
	for i := 0; i < len(code); i++ {
		if i > 0 && len(stk) == 0 {
			return false
		}
		if strings.HasPrefix(code[i:], "<![CDATA[") {
			n := strings.Index(code[i+9:], "]]>")
			if n == -1 {
				return false
			}
			i += n + 11
		} else if strings.HasPrefix(code[i:], "</") {
			if len(stk) == 0 {
				return false
			}
			j := i + 2
			n := strings.IndexByte(code[j:], '>')
			if n == -1 {
				return false
			}
			t := code[j : j+n]
			last := stk[len(stk)-1]
			stk = stk[:len(stk)-1]
			if !check(t) || last != t {
				return false
			}
			i += n + 2
		} else if strings.HasPrefix(code[i:], "<") {
			j := i + 1
			n := strings.IndexByte(code[j:], '>')
			if n == -1 {
				return false
			}
			t := code[j : j+n]
			if !check(t) {
				return false
			}
			stk = append(stk, t)
			i += n + 1
		}
	}
	return len(stk) == 0
}

func check(tag string) bool {
	n := len(tag)
	if n < 1 || n > 9 {
		return false
	}
	for _, c := range tag {
		if c < 'A' || c > 'Z' {
			return false
		}
	}
	return true
}

Rust

impl Solution {
    pub fn is_valid(code: String) -> bool {
        fn check(tag: &str) -> bool {
            let n = tag.len();
            n >= 1 &&
                n <= 9 &&
                tag
                    .as_bytes()
                    .iter()
                    .all(|b| b.is_ascii_uppercase())
        }

        let mut stk = Vec::new();
        let mut i = 0;
        while i < code.len() {
            if i > 0 && stk.is_empty() {
                return false;
            }
            if code[i..].starts_with("<![CDATA[") {
                match code[i + 9..].find("]]>") {
                    Some(n) => {
                        i += n + 11;
                    }
                    None => {
                        return false;
                    }
                };
            } else if code[i..].starts_with("</") {
                let j = i + 2;
                match code[j..].find('>') {
                    Some(n) => {
                        let t = &code[j..j + n];
                        if !check(t) || stk.is_empty() || stk.pop().unwrap() != t {
                            return false;
                        }
                        i += n + 2;
                    }
                    None => {
                        return false;
                    }
                };
            } else if code[i..].starts_with("<") {
                let j = i + 1;
                match code[j..].find('>') {
                    Some(n) => {
                        let t = &code[j..j + n];
                        if !check(t) {
                            return false;
                        }
                        stk.push(t);
                    }
                    None => {
                        return false;
                    }
                };
            }
            i += 1;
        }
        stk.is_empty()
    }
}

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