猿创征文 |【算法入门必刷】数据结构-栈（三）

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【算法入门必刷】数据结构-栈篇系列文章：
【算法入门必刷】数据结构-栈（一）
【算法入门必刷】数据结构-栈（二）
【算法入门必刷】数据结构-栈（三）
【算法入门必刷】数据结构-栈（四）
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【算法入门必刷】数据结构-栈（六）

前言

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算法入门刷题训练

题目AB3：有效括号序列

题目分析

描述
给出一个仅包含字符’(‘,’)‘,’{‘,’}‘,’[‘和’]',的字符串，判断给出的字符串是否是合法的括号序列
括号必须以正确的顺序关闭，"()“和”()[]{}“都是合法的括号序列，但”(]“和”([)]"不合法。
数据范围：字符串长度 100000≤n≤10000
要求：空间复杂度 O(n)，时间复杂度 O(n)

根据题目描述，本题是典型的栈的应用。维护一个辅助栈，遍历字符串，遇到左括号就将对应的右括号入栈；遇到右括号就将栈顶元素与当前括号进行匹配，匹配成功后弹出，否则标明匹配失败，返回false。

理论准备

首先我们要掌握stack的一些基础操作：

-----将元素入栈-----
std::stack mystack;
// 依次将元素1-10入栈
for (int i=1;i<=10;i++) mystack.push(i);

-----判断stack是否为空-----
std::stack mystack;
for (int i=1;i<=10;i++) mystack.push(i);
// 如果栈不为空，进入循环
while (!mystack.empty())
{
}

----获取stack中元素数量-----
std::stack mystack;
for (int i=1;i<=10;i++) mystack.push(i);
// 获取数量
int size = mystack.size();

-----获取栈顶元素-----
std::stack mystack;
for (int i=1;i<=10;i++) mystack.push(i);
// 获取栈顶元素
int topNum = mystack.top();

-----弹出栈顶元素-----
std::stack mystack;
int sum (0);
for (int i=1;i<=10;i++) mystack.push(i);
while (!mystack.empty())
{
sum += mystack.top();
// 弹出栈顶元素
mystack.pop();
}
std::cout << "total: " << sum << ‘\n’;

题解

具体的解决方案如下：

1. 声明一个辅助栈

// 获取字符串大小
int n = s.size();
// 声明辅助栈
stack st;

2. 遍历字符串，遇到左括号就将对应的右括号入栈；遇到右括号就将栈顶元素与当前括号进行匹配，匹配成功后弹出，否则标明匹配失败，返回false。

// 遍历整个字符串
for(int i{};i // 遇到左括号就将对应的右括号入栈
if(s[i] == ‘(’){
st.push(‘)’);
}else if(s[i] == ‘[’){
st.push(‘]’);
}else if(s[i] == ‘{’){
st.push(‘}’);
}else{// 遇到右括号就将栈顶元素与当前括号匹配
// 匹配失败返回false
if(st.empty() || st.top() != s[i]) return false;
// 匹配成功弹出元素
st.pop();
}
}

3. 最后返回辅助栈是否为空；非空标明还有括号未匹配完成，匹配失败

return st.empty();

5. 完整代码如下：

class Solution {
public:
    /**
     * 
     * @param s string字符串 
     * @return bool布尔型
     */
    bool isValid(string s) {
        // write code here
        stack<char> st;
        
        int n = s.size();
        
        for(int i{};i<n;++i){
            if(s[i] == '('){
                st.push(')');
            }else if(s[i] == '['){
                st.push(']');
            }else if(s[i] == '{'){
                st.push('}');
            }else{
                if(st.empty() || st.top() != s[i]) return false;
                st.pop();
            }
        }
        
        return st.empty();
    }
};

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小结

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