LeetCode 20. 有效的括号

题目

题目链接：https://leetcode.cn/problems/valid-parentheses/

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

题解

栈

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 ss。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 ss 无效，返回$ \text{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 $ \text{True}$，否则返回 $ \text{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$ \text{False} $，省去后续的遍历判断过程。

class Solution {
    public boolean isValid(String s) {
        int n = s.length();
        if (n % 2 == 1) {
            return false;
        }

        Map<Character, Character> pairs = new HashMap<Character, Character>(){{
            //为了快速判断括号的类型（即为判断右括号是否与左括号是一类）建立哈希表 用来存储每一种括号
            //哈希表的键——右括号    哈希表的值——左括号
            put(')', '(');
            put(']', '[');
            put('}', '{');
        }};//至此 哈希表建立完成
        Deque<Character> stack = new LinkedList<Character>();//建立栈 用于存放左括号
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            char ch = s.charAt(i);//取出字符串中的字符ch
            if (pairs.containsKey(ch)) {//判断Map集合对象中是否包含指定的键名
                if (stack.isEmpty() || stack.peek() != pairs.get(ch)) {
                    return false;
                    //1.栈为空 说明右括号在左括号前面 false
                    //2.栈顶元素 (实际的左括号) 如果不等于当前ch(右括号 键) 对应的值(理论上正确的左括号) false
                }
                stack.pop();//如果上面的都符合了 说明找到了匹配的左右括号 栈中的左括号可以出栈了！
            } else {
                stack.push(ch);
            }
        }
        return stack.isEmpty();//如果栈是空的（返回true） 那么说明所有括号的是匹配（有效）的
    }
}

拓展

class Solution {
    public boolean isValid(String s) {
        while (true) {
            int l = s.length();
            s = s.replace("()", "");
            s = s.replace("{}", "");
            s = s.replace("[]", "");
            if (s.length()==l) { return l == 0; }
        }
    }
}