LeetCode 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:

左括号必须用相同类型的右括号闭合。 左括号必须以正确的顺序闭合。  

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:false

示例 5:

输入:s = "{[]}"
输出:true

提示:

  • 1 <= s.length <= 10000
  • s 仅由括号 '()[]{}' 组成

代码:

class Solution {
public:
    bool isValid(string s) {
        int n = s.size();
        if (n % 2 == 1) {
            return false;
        }

        unordered_map<char, char> pairs = {
            {')', '('},
            {']', '['},
            {'}', '{'}
        };
        stack<char> stk;
        for (char ch: s) {
            if (pairs.count(ch)) {
                if (stk.empty() || stk.top() != pairs[ch]) {
                    return false;
                }
                stk.pop();
            }
            else {
                stk.push(ch);
            }
        }
        return stk.empty();
    }
};

思路:

判断括号的有效性可以使用「栈」这一数据结构来解决。

我们遍历给定的字符串 s。当我们遇到一个左括号时,我们会期望在后续的遍历中,有一个相同类型的右括号将其闭合。由于后遇到的左括号要先闭合,因此我们可以将这个左括号放入栈顶。

当我们遇到一个右括号时,我们需要将一个相同类型的左括号闭合。此时,我们可以取出栈顶的左括号并判断它们是否是相同类型的括号。如果不是相同的类型,或者栈中并没有左括号,那么字符串 s 无效,返回 False。为了快速判断括号的类型,我们可以使用哈希表存储每一种括号。哈希表的键为右括号,值为相同类型的左括号。

在遍历结束后,如果栈中没有左括号,说明我们将字符串 ss 中的所有左括号闭合,返回 True,否则返回 False。

注意到有效字符串的长度一定为偶数,因此如果字符串的长度为奇数,我们可以直接返回 False,省去后续的遍历判断过程。

复杂度分析:

  • 时间复杂度:O(n),其中 n 是字符串 s 的长度。

  • 空间复杂度:O(n+∣Σ∣),其中 Σ 表示字符集,本题中字符串只包含 6 种括号,∣Σ∣=6。栈中的字符数量为 O(n),而哈希表使用的空间为O(∣Σ∣),相加即可得到总空间复杂度。

代码:

class Solution {
public:
    bool isValid(string s) {
         if (s.size() % 2 == 1)
            return false;
        if (s.size() == 0)
            return true;
        stack<char> stc;
	for (char c : s)
        {
	    if (c == ')' || c == ']' || c == '}') 
		if (!stc.empty() && stc.top() == c)
		    stc.pop();
	    else 
                 return false;
	    else
            {
	        switch (c) 
                {
		     case '(':
			stc.push(')');
			break;
                     case '[':
			stc.push(']');
			break;
                     case '{':
			stc.push('}');
			break;
		
                }
            }
        }
		return stc.empty();
    }
};