力扣.20. 有效的括号(栈的括号匹配问题)

题目:

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,建议写代码的时候尽量把栈的构造给写出来(力扣上没有)

该问题会遇到三种三种不匹配的情况:

1.第一种情况,字符串里左方向的括号多余了 ,所以不匹配。 如:([]()

2.第二种情况,括号没有多余,但是括号的类型没有匹配上。 如:({[}})

3.第三种情况,字符串里右方向的括号多余了,所以不匹配。 如: ({})))

但还有一些技巧,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!

代码实现:

class Solution:
    def isValid(self, s: str) -> bool:
        stack = Stack()  # 创建一个栈对象
        for ch in s:
            if ch == '(':  # 如果字符为左括号,将对应的右括号入栈
                stack.push(')')
            elif ch == '[':
                stack.push(']')
            elif ch == '{':
                stack.push('}')
            elif stack.isEmpty() or stack.pop() != ch:  # 如果栈为空或栈顶元素与当前字符不匹配,返回 False
                return False
            else:
                stack.pop()  # 对于右括号字符,应该进行出栈操作,但是当前代码没有实际执行出栈操作,需要修改
        return stack.isEmpty()  # 遍历完字符串后,栈应为空,否则左括号多余,返回 False


class Stack:
    def __init__(self):
        self.stack = []  # 初始化一个空列表作为栈的数据存储结构

    def isEmpty(self):
        """
        判断栈是否为空
        :return: True(为空)/False(不为空)
        """
        return len(self.stack) == 0

    def push(self, item):
        """
        入栈操作
        :param item: 入栈元素
        """
        self.stack.append(item)  # 将元素添加到栈顶

    def pop(self):
        """
        出栈操作
        :return: 出栈元素,如果栈为空则返回 False
        """
        if self.isEmpty():  # 判断栈是否为空
            return False
        else:
            return self.stack.pop()  # 将栈顶元素删除并返回

复杂度分析: 

  • 时间复杂度: O(n)
  • 空间复杂度: O(n)

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