栈-有效的括号

20. 有效的括号

给定一个只包括 ‘(’，‘)’，‘{’，‘}’，‘[’，‘]’ 的字符串，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。
• 注意空字符串可被认为是有效字符串。

示例 1:
输入: “()”
输出: true
示例 2:
输入: “()[]{}”
输出: true
示例 3:
输入: “(]”
输出: false
示例 4:
输入: “([)]”
输出: false
示例 5:
输入: “{[]}”
输出: true

思路

括号匹配是使用栈解决的经典问题。（栈在计算机领域中应用是非常广泛的。）
由于栈结构的特殊性，非常适合做对称匹配类的题目。
首先要弄清楚，字符串里的括号不匹配有几种情况。（先做分析 分析清楚再写代码会更清晰）
先来分析一下 这里有三种不匹配的情况：

1. 第一种情况，字符串里左方向的括号多余了 ，所以不匹配。

2. 第二种情况，括号没有多余，但是 括号的类型没有匹配上。

3. 第三种情况，字符串里右方向的括号多余了，所以不匹配。

第一种情况：已经遍历完了字符串，但是栈不为空，说明有相应的左括号没有右括号来匹配，所以return false
第二种情况：遍历字符串匹配的过程中，发现栈里没有要匹配的字符。所以return false
第三种情况：遍历字符串匹配的过程中，栈已经为空了，没有匹配的字符了，说明右括号没有找到对应的左括号return false

代码

时间复杂度: O(n)
空间复杂度: O(n)

class Solution(object):
    def isValid(self, s):
        """
        :type s: str
        :rtype: bool
        """
        # 如果字符串长度为奇数 必无效
        if len(s) % 2 != 0:
            return False
        # 在python中 用列表表示 stack
        stack = []
        for i in range(len(s)):
            if s[i] == '(':
                stack.append(')')
            elif s[i] == '[':
                stack.append(']')
            elif s[i] == '{':
                stack.append('}')
            elif len(stack) == 0: # 第一种情况：在遍历过程中 stack已经为空 说明没有匹配的字符了 右多余
                return False
            elif stack[-1] != s[i]: # 第二种情况：没有多余 但是现有括号匹配不对
                return False
            else: # 不是以上情况就是能匹配 删除最后一个元素(列表最后一个元素相当于栈首元素)
                stack.pop()
        # 第三种情况 遍历完括号字符串之后 栈里面是否还有字符 若有 则说明左多余
        return len(stack) == 0

            

用到的一个技巧：在匹配左括号的时候，右括号先入栈，就只需要比较当前元素和栈顶相不相等就可以了，比左括号先入栈代码实现要简单的多了
参考：https://www.programmercarl.com/0020.%E6%9C%89%E6%95%88%E7%9A%84%E6%8B%AC%E5%8F%B7.html#%E6%80%9D%E8%B7%AF