NC52 有效括号序列思路分析与代码实现

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 0≤n≤10000

要求：空间复杂度 O(n)，时间复杂度 O(n)

示例1

输入："["

返回值：false

示例2

输入："[]"

返回值：true

 思路

  这道题其实意思很明确，就是括号配对，如果全部配对，那么就是有效的。如果我们仅仅计算这里面各种类型的括号都是偶数个，就认为他们是配对的，那也不对，因为有可能出现 ][、)(、}{ 的情况。直接统计[]、()、{}是否都是成对出现也不对，因为有可能有嵌套的形式，比如[{()}]。

   但是不管是那种情况，如果是有效的，那么就是他们不管是单独存在的(){}[]，还是嵌套出现的[{()}]，他们有个特点就是如果按照正则匹配来替换删除，那么一个一个替换删除，或者一层一层剥离替换删除，最终得到字符串如果是空，那么就认为是有效的。

    (){}[]和[{()}]替换删除的效果：

代码

import java.util.*;
import java.util.regex.*;


public class Solution {
    /**
     * 代码中的类名、方法名、参数名已经指定，请勿修改，直接返回方法规定的值即可
     *
     *
     * @param s string字符串
     * @return bool布尔型
     */
    public boolean isValid (String str) {
        String reg = "(\\[\\]|\\(\\)|\\{\\})";
        if (str.length() == 0)
            return false;
        if (str.length() % 2 != 0)
            return false;
        Pattern pattern = Pattern.compile(reg);
        boolean stop = false;
        while (true) {
            if (stop)
                break;
            Matcher matcher = pattern.matcher(str);
            if (matcher.find()) {
                str = matcher.replaceAll("");
            } else {
                stop = true;
            }
        }
        if (!"".equals(str))
            return false;
        return true;
    }
}

     实际编码还要考虑如果直接就是空字符串，那么就返回false，字符串个数不成对，也是false。

    运行结果：

  其他解法 

    另外也给出几个使用栈的思想来解决问题的办法，使用栈，依次遍历字符串，遇到正向(、[、{就把反向的)、]、}加入栈中， 遇到反向)、]、}，如果栈不空，那么栈顶的元素不是当前对应的)、]、}，那么就判断无效，并退出循环，如果是，弹出元素，配对成功，继续遍历。如果遍历完成，最终栈为空，那么就认为有效。

public static boolean isValid(String str) {
        Stack stack = new Stack<>();
        for(char c:str.toCharArray()) {
            if(c=='{')
                stack.push('}');
            else if(c=='(')
                stack.push(')');
            else if(c=='[')
                stack.push(']');
            else if(stack.isEmpty() || stack.pop()!=c)
                return false;
        }
        return stack.isEmpty();
}

    还有一种使用栈的办法，结合一个map映射: } -> {, ] -> [ , } -> { ，遍历字符串，栈为空，则推入第一个字符，接着遍历后续字符，如果栈顶字符 等于 当前字符对应map映射中的字符，那么就弹出，否则就推当前元素到栈中，遍历完成，判断栈是否为空，为空则表示配对成功，括号序列有效。

    public static boolean isValid(String str) {
        Stack stack = new Stack<>();
        Map map = new HashMap<>();
        map.put('}','{');
        map.put(')','(');
        map.put(']','[');
        for(int i=0;i

    使用栈的方式也很容易理解，就是这里对括号的使用有点出人意料，我们通常认为( -> ) 、[ -> ]、{ -> } 这样映射，但是使用栈的时候，我们正好把这个映射弄反，反而更好解决问题。

    该题牛客网的地址：https://www.nowcoder.com/practice/37548e94a270412c8b9fb85643c8ccc2