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)