LeetCode 20 有效的括号

题目描述

有效的括号

给定一个只包括 '('，')'，'{'，'}'，'['，']' 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。
3. 每个右括号都有一个对应的相同类型的左括号。

示例 1：

输入：s = "()"
输出：true

示例 2：

输入：s = "()[]{}"
输出：true

示例 3：

输入：s = "(]"
输出：false

提示：

• 1 <= s.length <= 104
• s 仅由括号 '()[]{}' 组成

解法

思路：

判断括号的有效性可以使用「栈」这一数据结构来解决。

我们遍历给定的字符串 s。当我们遇到一个左括号时，我们会期望在后续的遍历中，有一个相同类型的右括号将其闭合。由于后遇到的左括号要先闭合，因此我们可以将这个左括号放入栈顶。

当我们遇到一个右括号时，我们需要将一个相同类型的左括号闭合。此时，我们可以取出栈顶的左括号并判断它们是否是相同类型的括号。如果不是相同的类型，或者栈中并没有左括号，那么字符串 s 无效，返回 False。为了快速判断括号的类型，我们可以使用哈希表存储每一种括号。哈希表的键为右括号，值为相同类型的左括号。

在遍历结束后，如果栈中没有左括号，说明我们将字符串 sss 中的所有左括号闭合，返回 True，否则返回 False。

注意到有效字符串的长度一定为偶数，因此如果字符串的长度为奇数，我们可以直接返回 False，省去后续的遍历判断过程。

java代码：

class Solution {

    Map<Character, Character> pairs = new HashMap<Character, Character>() {{
        put(')', '(');
        put(']', '[');
        put('}', '{');
    }};
    public boolean isValid(String s) {
        // 如果长度是奇数，肯定不符合
        if (s.length() % 2 == 1) {
            return false;
        }

        Deque<Character> stack = new LinkedList<>();

        for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
            char ch = s.charAt(i);
            // 如果是右括号
            if (pairs.containsKey(ch)) {
                // 如果栈空了或者栈顶元素不等于右括号对应的左括号，则不符合
                if (stack.isEmpty() || !stack.peek().equals(pairs.get(ch))) {
                    return false;
                }
                // 如果左右括号对应，则弹出栈顶元素
                stack.pop();
            } else {
                // 如果是左括号，则压栈
                stack.push(ch);
            }
        }
        // 全部遍历完了，栈不空，也不符合
        return stack.isEmpty();

    }
}

复杂度

• 时间复杂度：O(n)，其中 n是字符串的长度。
• 空间复杂度：O(n+∣Σ∣)。其中 $ Σ\SigmaΣ $ 表示字符集