【题目】
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。
- 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
提示：
1 <= s.length <= 104s仅由括号'()[]{}'组成
【题目解析】
这个问题可以通过一种称为栈的数据结构来解决。栈是一种后进先出（LIFO）的数据结构，它只允许在一端（通常称为"顶部"）进行添加数据（推入）和移除数据（弹出）。算法的核心思想是扫描字符串，每当遇到开括号时，将其推入栈中。每当遇到闭括号时，检查栈顶的元素。如果栈顶元素是与之匹配的开括号，就将其弹出栈；如果不匹配或栈为空，则字符串无效。如果在完成扫描后栈为空，则字符串有效。
class Solution:
def isValid(self, s: str) -> bool:
# 初始化一个栈
stack = []
# 创建一个映射，用于查找匹配的括号
bracket_map = {')': '(', '}': '{', ']': '['}
# 遍历字符串中的每个字符
for char in s:
# 如果是闭括号
if char in bracket_map:
# 弹出栈顶元素，若栈为空，则赋予一个虚拟的字符
top_element = stack.pop() if stack else '#'
# 如果栈顶元素与当前闭括号不匹配，则字符串无效
if bracket_map[char] != top_element:
return False
else:
# 如果是开括号，推入栈中
stack.append(char)
# 如果栈为空，则所有括号都有效匹配
return not stack
【总结】
适用问题类型： 有效的括号问题属于匹配类问题，其特点是需要检查一系列元素中是否存在合法的配对关系。这类问题广泛存在于编程语言的语法分析、文本编辑器的代码检查、以及日常开发中处理各类括号、标签和特殊字符的场景。此类问题的共同点是，对于每一个"开启"元素，都需要找到一个对应的"关闭"元素，并且它们的顺序必须正确。这不仅适用于简单的括号，也适用于比如 HTML 或 XML 标记的嵌套结构检查。
使用的算法： 本题的解法使用了栈这一数据结构的特性来解决问题。算法的核心是维护一个栈来跟踪未匹配的"开启"括号，当遇到一个"关闭"括号时，尝试从栈中弹出一个元素并检查它是否与之匹配。如果匹配，则继续处理字符串的下一个字符；如果不匹配或栈为空，则判定字符串为无效。有效的括号字符串意味着所有的"开启"括号在字符串中都找到了正确顺序的"关闭"括号。
算法细节：
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创建一个映射，用于快速查找每个"关闭"括号对应的"开启"括号。
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遍历字符串，使用栈跟踪所有"开启"括号。
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遇到"开启"括号时，将其推入栈中。
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遇到"关闭"括号时，检查栈顶元素是否匹配：
- 如果栈不为空且顶部元素匹配，弹出栈顶元素。
- 如果栈为空或顶部元素不匹配，返回 false。
-
完成遍历后，如果栈为空，则所有括号都匹配；否则，括号不匹配。
总结： 本题展示了栈在处理成对匹配问题中的应用，栈的后进先出（LIFO）特性使它成为处理此类问题的理想选择。该问题的解决方案展现了栈的简洁性和高效性，它在算法设计中的应用是多样的，包括但不限于括号匹配，还有函数调用栈、回溯算法、深度优先搜索等算法和数据结构的核心组成部分。掌握了栈的使用和相关算法，我们就能够有效地解决一类包含顺序和配对逻辑的问题。
