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RustとAtCoderを勉強する(typical90_b)
はじめに
AtCoder の問題を Rust で解いていきます。AtCoder も Rust も初心者ですが、温かい目で成長を見守っていただけるとありがたいです。
今回は、競プロ典型90問の002 - Encyclopedia of Parentheses（★3）を解きました。
提出コード
途中
if 文が長くなってしまいました。もっとスマートに書く方法はないでしょうか...。
use itertools::Itertools;
use proconio::input;
fn main() {
input! {n: usize}
let mut parentheses: Vec<String> = Vec::new();
for bit in 0..(1 << n) {
let s = (0..n)
.map(|digit| if (bit & (1 << digit)) == 0 { '(' } else { ')' })
.join("");
if s.chars().filter(|c| *c == '(').count() == s.chars().filter(|c| *c == ')').count()
&& s.chars()
.scan(0, |state, c| {
*state += if c == '(' { 1 } else { -1 };
Some(*state)
})
.all(|x| x >= 0)
{
parentheses.push(s);
}
}
parentheses.sort();
for s in parentheses {
println!("{}", s);
}
}解説
長さ N のカッコ列のうち、正しいカッコ列（全ての括弧が対応している）を辞書順に列挙する問題です。今回の場合、N の最大値は 20 なので全パターン列挙しても 2^20 となり、全探索が可能です。提出コードのうち、カッコ列を全列挙する部分が以下のプログラムとなります。
let n = 3;
for bit in 0..(1 << n) {
let s = (0..n)
.map(|digit| if (bit & (1 << digit)) == 0 { '(' } else { ')' })
.collect::<String>();
println!("{}", s);
}(((
)((
()(
))(
(()
)()
())
)))
()
最後の出力は
for 式の戻り値の () なので気にしないでください。ビットシフト と ビット論理積 を利用しています。次に
if 文にて、カッコ列が正しいカッコ列かどうかを判別しています。正しいカッコ列の条件は- 始まり（
'('）と終わり（')'）が同じ数 - カッコ列の最初から見ていったとき、「
'('の数」<「')'の数」となるケースが1回もない
となります。
最後に、正しいカッコ列を辞書順にソートして出力すれば解答となります。
まとめ
python では
itertools.product('()', repeat=n) のようにすれば辞書順に列挙してくれるのですが、rust ではそのようなスマートな書き方はないのか気になります。追記（2022/5/5）
itertools.product('()', repeat=n) の rust バージョンを考えてみました。multi_cartesian_product() を利用すると良さそうです。// itertools が import 出来ないのでここでは動作しません！
use itertools::Itertools;
let n = 3;
let s: Vec<String> = (0..n)
.map(|_| "()".chars())
.multi_cartesian_product()
.map(|cs| cs.iter().collect())
.collect_vec();