算法通关村——括号匹配问题的解析

括号匹配问题

        栈的典型题目还是非常明显的：括号匹配、表达式计算等几乎都少不了栈。

题目要求

        给定一个只包含'(',')','{','}','[',']' 的字符串s，判断字符串是否有效。有效字符串需满足：

                1. 左括号必须使用相同类型的右括号闭合 

                2. 左括号必须以正确的顺序闭合

示例

*  示例：
*  输入：s = "()[]{}"
*  输出：true

思路解析

         题目要点：判断两个符号是不是一组的

        方法一：

                使用哈希表将所有符号先存储，括号左半边做key，括号右半边做value，遍历字符串的时候，遇到左半边符号就入栈，遇到右半边符号就与栈顶的符号进行比较，不匹配就返回false。

        方法二：

                不使用哈希表，直接将要判断的字符串转成字符数组，遍历字符数组时，只关注左半边括号，一旦出现左半边括号，就将对应的右半边括号入栈。最后将栈的出栈元素（stack.pop()）和字符串中的字符进行匹配，如果没有相等的  或者  当栈的元素为空时（输入的字符串肯定是先出现左括号，如果先出现右括号，表示不合法；由此，一旦出现左括号，要想该字符串合法，必须出现和该左括号匹配的右括号，如果栈中的右半边括号为空，说明没有出现过左括号，或者说 先出现的是右括号，导致栈中没法加入左括号，最后栈中元素为空），说明就是非法的字符。

代码实现

方法一、使用hash表

   /**
     * 给定一个只包含'(',')','{','}','[',']' 的字符串s，判断字符串是否有效。有效字符串需满足：
     *  1. 左括号必须使用相同类型的右括号闭合
     *  2. 左括号必须以正确的顺序闭合
     *  示例：
     *  输入：s = "()[]{}"
     *  输出：true
     * @param s  只包含'(',')','{','}','[',']' 的字符串
     * @return 是否合法
     */
    public boolean isVaild(String s){
        if (s.length() <= 1){
            return false;
        }
        HashMap map = new HashMap<>();
        map.put('(',')');
        map.put('{','}');
        map.put('[',']');
        Stack stack = new Stack<>();
        for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
            char item = s.charAt(i);
            if (map.containsKey(item)){
                stack.push(item);
            }else {
                if (!stack.empty()){
                    Character left = stack.pop();
                    Character right = map.get(left);
                    if (item != right){
                        return false;
                    }
                }else {
                    return false;
                }
            }
        }
        return stack.empty();
    }

方法二、只用栈 

    public boolean isVaild1(String s){
        if ((s.length()<=1)) {
            return false;
        }

        Stack stack = new Stack<>();
        char[] chars = s.toCharArray();
        for (char aChar : chars) {
            if (aChar == '('){
                stack.push(')');
            }else if (aChar == '{'){
                stack.push('}');
            }else if (aChar == '['){
                stack.push(']');
            }else if (stack.empty() || stack.pop() != aChar){
                return false;
            }
        }

        return stack.empty();
    }

测试方法

    public static void main(String[] args) {
        String s = "{()}";
        BracketMatching matching = new BracketMatching();
        boolean vaild = matching.isVaild(s);
        boolean vaild1 = matching.isVaild1(s);
        System.out.println(vaild?"该字符串合法":"该字符串不合法");
        System.out.println(vaild1?"该字符串合法":"该字符串不合法");
    }