LeetCode 20 判断括号是否有效

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题目：给定一个字符串，字符串中只包含( ) { } [ ] 此六种字符，要求判断该字符串是否有效。有效字符串是指在顺序正确的情况下，左右括号匹配。

解题思路

关于括号匹配，当时学栈的时候遇到过，本题也可以使用栈来解决问题。解决方法为：在正式开始判断前，可以首先判断字符串的长度是否为偶数，因为有效字符串必定是偶数，如果是奇数则直接返回false即可。之后创建一个map来存入左右括号，其中右括号为键，左括号为值，map的作用就是判断当前循环到的字符是执行入栈还是出栈操作。之后遍历字符串，每次遍历首先查看当前字符是否在map中，如果存在则查看栈顶元素是否和map对应的值相等，不相等直接返回false，相等则元素出栈，遍历结束如果没有返回false则查看当前栈是否为空（此处不能直接返回true，因为存在只有左括号的情况，此时程序可以全部结束并且不返回false），代码如下：

public static boolean isValid(String s) {
        int len = s.length();
        if(len%2!=0) return false;
        HashMap<Character, Character> characterHashMap = new HashMap<>();
        characterHashMap.put(')','(');
        characterHashMap.put(']','[');
        characterHashMap.put('}','{');
        Stack<Character> stack = new Stack<>();
        for(int i=0;i<len;i++){
            char c = s.charAt(i);
            if(characterHashMap.containsKey(c)){
                if(stack.isEmpty() || stack.peek()!=characterHashMap.get(c)){
                    return false;
                }
                stack.pop();
            }else {
                stack.push(c);
            }
        }
        return stack.isEmpty();
    }

算法的时间复杂度为$O(N)$， 空间复杂度需要统计每次栈剩余元素。

优化解

上述代码使用了map存储键值对，在LeetCode题解中，看到了一个大佬没有使用map，但代码思路非常清晰，其思路为：遍历字符串，判断当前字符是否为左括号，如果遇到左括号，那入栈一个与左括号对应的右括号，依次类推。如果不是左括号，若栈为空，直接返回false，否则栈顶元素出栈，栈顶元素不等于当前元素，返回false，依次类推，直到最后判断栈是否为空，代码如下：

public static boolean isValid2(String s) {
        if(s.length()%2!=0) return false;
        Stack<Character> stack = new Stack<>();
        for(char c:s.toCharArray()){
            if(c == '('){
                stack.push(')');
            }else if(c == '['){
                stack.push(']');
            }else if(c == '{'){
                stack.push('}');
            }else if(stack.isEmpty() || stack.pop()!=c){
                return false;
            }
        }
        return stack.isEmpty();
    }

该算法的时间复杂度依然为$O(N)$，空间复杂度也取决栈元素个数。