LeetCode 20. 有效的括号

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给定一个只包括 '('')''{''}''['']' 的字符串 s ,判断字符串是否有效。

有效字符串需满足:

  1. 左括号必须用相同类型的右括号闭合。
  2. 左括号必须以正确的顺序闭合。
  3. 每个右括号都有一个对应的相同类型的左括号。

 

示例 1:

输入: s = "()"

输出: true

示例 2:

输入: s = "()[]{}"

输出: true

示例 3:

输入: s = "(]"

输出: false

示例 4:

输入: s = "([])"

输出: true

示例 5:

输入: s = "([)]"

输出: false

 

提示:

  • 1 <= s.length <= 104
  • s 仅由括号 '()[]{}' 组成

解法一:

括号匹配是使用栈解决的经典问题。

题意其实就像我们在写代码的过程中,要求括号的顺序是一样的,有左括号,相应的位置必须要有右括号。

如果还记得编译原理的话,编译器在 词法分析的过程中处理括号、花括号等这个符号的逻辑,也是使用了栈这种数据结构。

由于栈结构的特殊性,非常适合做对称匹配类的题目。

首先要弄清楚,字符串里的括号不匹配有几种情况。

一些同学,在面试中看到这种题目上来就开始写代码,然后就越写越乱。

建议在写代码之前要分析好有哪几种不匹配的情况,如果不在动手之前分析好,写出的代码也会有很多问题。

先来分析一下 这里有三种不匹配的情况,

  1. 第一种情况,字符串里左方向的括号多余了 ,所以不匹配。 括号匹配1
  2. 第二种情况,括号没有多余,但是 括号的类型没有匹配上。 括号匹配2
  3. 第三种情况,字符串里右方向的括号多余了,所以不匹配。 括号匹配3

我们的代码只要覆盖了这三种不匹配的情况,就不会出问题,可以看出 动手之前分析好题目的重要性。

动画如下:

20.有效括号

第一种情况:已经遍历完了字符串,但是栈不为空,说明有相应的左括号没有右括号来匹配,所以return false

第二种情况:遍历字符串匹配的过程中,发现栈里没有要匹配的字符。所以return false

第三种情况:遍历字符串匹配的过程中,栈已经为空了,没有匹配的字符了,说明右括号没有找到对应的左括号return false

那么什么时候说明左括号和右括号全都匹配了呢,就是字符串遍历完之后,栈是空的,就说明全都匹配了。

分析完之后,代码其实就比较好写了,

但还有一些技巧,在匹配左括号的时候,右括号先入栈,就只需要比较当前元素和栈顶相不相等就可以了,比左括号先入栈代码实现要简单的多了!


左括号先入栈,匹配右括号:

class Solution {
    fun isValid(s: String): Boolean {
        val stack = Stack<Char>()
        val map = mutableMapOf(Pair(')','('),Pair('}','{'),Pair(']','['))
        s.forEach { 
            if (it=='('||it=='{'||it=='['){
                stack.push(it)
            }else {
                if (stack.empty()){
                    return false
                }else{
                    val c = stack.pop()
                    if (c!=map[it]){
                        return false
                    }
                }
            }
        }
        return stack.empty()
    }
}

根据左括号将对应的右括号先入栈,直接匹配右括号是否相等:

class Solution {
    fun isValid(s: String): Boolean {
        if (s.length % 2 != 0) return false
        val stack = Stack<Char>()
        for ((index, ch) in s.withIndex()) {
            if (ch == '(') {
                stack.push(')')
            } else if (ch == '[') {
                stack.push(']')
            } else if (ch == '{') {
                stack.push('}')
            } else if (stack.isEmpty() || stack.peek() != ch) {
                return false
            } else {
                stack.pop()
            }
        }
        return stack.isEmpty()
    }
}