一、题目
给定一个只包含 '(' 和 ')' 的字符串，找出最长的包含有效括号的子串的长度。
示例 1:
输入: "(()"
输出: 2
解释: 最长有效括号子串为 "()"
示例 2:
输入: ")()())"
输出: 4
解释: 最长有效括号子串为 "()()"
二、解题
方法1：
倒序遍历匹配有效括号子串的数量，并使用字典记录当前位置最长有效子串的。代码见longestValidParentheses。
时间复杂度：O(n)。空间复杂度：O(n)。
方法2：
正序遍历，采用入栈出栈的方式匹配邮箱括号子串，使用数组记录"("的数量，当遍历到")",则让"("出栈。代码见longestValidParentheses1。
时间复杂度：O(n)。空间复杂度：O(n)。
方法3：
先正序遍历匹配"("，使用sum记录，如果i位置是"("时sum+=1，否则sum-=1。当sum==0时说明前面的都是有效括号子串，使用validLen记录；当sum<0时，有效括号子串被中断，使用max记录当前最大的有效括号子串的数量max = Swift.max(max, validLen)。
由于只正序遍历"("，无法处理像"(()"的情况(按上面的方法处理max==0)，所以需要按照同样的方法倒序遍历匹配")"，然后取最大值。代码见longestValidParentheses2。
时间复杂度:O(2n)。空间复杂度：O(1)。
三、代码实现
class Solution {
func longestValidParentheses(_ s: String) -> Int {
var dict = [Int:Int]()
let chars = Array(s)
var maxLen = 0
// 倒序遍历,因为最后一个字符无论是啥后面都没有可以配对的,所以从倒数第二个开始遍历
for i in stride(from: s.count - 2, to: -1, by: -1) {
if chars[i] == "(" {
// 找到与i对称的位置end, 其中dict[i+1]用于i位置括号里面的有效括号数,需要加上去. 例如s = "(()())()",i==0时,dict[i+1] == 4,此时end == 5
let end = i + (dict[i+1] ?? 0) + 1
if end < s.count && chars[end] == ")" {
// 如果end位置的字符是),则将i位置括号中的有效括号数累加上去.例如s = "(()())()",i==0时,dict[i] == dict[i+1] + 2 == 6
dict[i] = (dict[i+1] ?? 0) + 2
// 则记录end位置后面的有效括号数,累加上去.例如s = "(()())()",i==0时,此时dict[i]==6,需要加上dict[end+1] == 2,最终dict[i] == dict[0] == 8
if end + 1 < s.count {
dict[i] = (dict[i] ?? 0) + (dict[end + 1] ?? 0)
}
}
// 记录最长的有效括号数
maxLen = max(maxLen, dict[i] ?? 0)
}
}
return maxLen
}
func longestValidParentheses1(_ s: String) -> Int {
var res = [Int]()
var max = 0
var start = 0
var i = 0
for c in s {
if c == "(" {
// 将i添加到res中
res.append(i)
}else {
if(res.isEmpty){// 如果c == ")",且res为空,用于处理前面都是")"的情况.例如:s = ")()(((", 当i == 0,此时start == 1
start = i + 1
}else{// 如果res不为空,则从res中移除一个"("
res.removeLast()
if(res.isEmpty){// 如果移除后res为空,则当前的有效长度为i-start+1.例如:s = ")()(((", 当i == 2,此时temp == 2 - 1 + 1 == 2
let temp = i - start + 1
if(temp > max){
max = temp
}
}else{// 如果res不为空,则当前有效长度为i - res.last!.例如
let temp = i - res.last!;
if(temp > max){
max = temp
}
}
}
}
i += 1
}
return max
}
func longestValidParentheses2(_ s: String) -> Int {
let chars = Array(s)
// 直接使用calc(chars: chars, start: 0, flag: 1, end: chars.count, cTem: "(")处理chars正序遍历匹配"(",无法处理像chars="(()"的情况,所以需要再调用calc(chars: chars, start: chars.count - 1, flag: -1, end: -1, cTem: ")")一次,然后取这两次处理的最大值.
return max(calc(chars: chars, start: 0, flag: 1, end: chars.count, cTem: "("), calc(chars: chars, start: chars.count - 1, flag: -1, end: -1, cTem: ")"))
}
func calc(chars: [Character], start: Int, flag: Int, end: Int, cTem: Character) -> Int {
// 用于记录最大数量
var max = 0
// 用于记录cTem和不是cTem抵消后的数量
var sum = 0
// 用于记录当前数量
var currLen = 0
// 用于记录有效数量
var validLen = 0
for i in stride(from: start, to: end, by: flag) {// 遍历i
sum += chars[i] == cTem ? 1 : -1// 如果chars[i] == cTem,则sum+1否则sum-1
currLen += 1
if sum < 0 {// 如果sum小于0,说明需要前面出现括号不配对的情况,需要记录当前的最大值,并重置sum,currLen,validLen.例如chars=")())())",cTem="(",start=0,flag=1,当i==3时,sum==-1,currLen==3,validLen==2,currLen==3,则max==2
max = Swift.max(max, validLen)
sum = 0
currLen = 0
validLen = 0
}else if sum == 0 {// 如果sum等于0,说明前面都是配对的括号,记录validLen的值
validLen = currLen
}
}
return Swift.max(max, validLen)
}
}
Demo地址：github