Leetcode的AC指南 —— 栈与队列：20. 有效的括号

摘要：
**Leetcode的AC指南 —— 栈与队列：20. 有效的括号 **。题目介绍：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：
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。
每个右括号都有一个对应的相同类型的左括号。

一、题目

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题目介绍：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：
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。
每个右括号都有一个对应的相同类型的左括号。

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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

二、解析 （go语言版）

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有三种括号不匹配的情况：

• 第一种情况，字符串里左方向的括号多余了 ，所以不匹配。
  

第二种情况，括号没有多余，但是 括号的类型没有匹配上。

• 第三种情况，字符串里右方向的括号多余了，所以不匹配。
  
• 动画演示：
  

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

那么什么时候说明左括号和右括号全都匹配了呢，就是字符串遍历完之后，栈是空的，就说明全都匹配了。

1、针对每个字符进行配对

func isValid(s string) bool {
	stack := make([]byte, 0) // 初始化栈
	for i := 0; i < len(s); i++ {
		if s[i] == '(' {
			stack = append(stack, ')')
		} else if s[i] == '[' {
			stack = append(stack, ']')
		} else if s[i] == '{' {
			stack = append(stack, '}')
		} else if len(stack) == 0 || stack[len(stack)-1] != s[i] { 
			// 在存入)]}右括号中的任意一个时，
			// 如果堆为空，说明这个右括号多余了
			// 如果右括号不等于堆顶元素，说明括号不匹配
			return false
		} else { // 左右括号匹配，将堆顶弹出
			stack = stack[:len(stack)-1]
		}
	}
	// 如果堆为空，说明左右括号都匹配上了
	// 如果堆不为空，说明左括号多了
	return len(stack) == 0 
}

2、使用字典进行字符配对

func isValid(s string) bool {
    hash := map[byte]byte{')':'(', ']':'[', '}':'{'} 
    stack := make([]byte, 0) // 初始化栈
    if s == "" {
        return true
    }

    for i := 0; i < len(s); i++ {
    	
        if s[i] == '(' || s[i] == '[' || s[i] == '{' {
        	// 将左括号入栈
            stack = append(stack, s[i])
        } else if len(stack) > 0 && stack[len(stack)-1] == hash[s[i]] {
        	// 在处理右括号时，如果栈不空，并且栈顶括号与单前右括号匹配，则弹出栈顶元素
            stack = stack[:len(stack)-1]
        } else {
        	// 在处理右括号时，如果栈为空或者栈顶括号与单前右括号不匹配，则返回false
            return false
        }
    }
    // 如果堆为空，说明左右括号都匹配上了
	// 如果堆不为空，说明左括号多了
    return len(stack) == 0
}

三、其他语言版本

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Java

class Solution {
    public boolean isValid(String s) {
        Deque<Character> deque = new LinkedList<>();
        char ch;
        for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
            ch = s.charAt(i);
            //碰到左括号，就把相应的右括号入栈
            if (ch == '(') {
                deque.push(')');
            }else if (ch == '{') {
                deque.push('}');
            }else if (ch == '[') {
                deque.push(']');
            } else if (deque.isEmpty() || deque.peek() != ch) {
                return false;
            }else {//如果是右括号判断是否和栈顶元素匹配
                deque.pop();
            }
        }
        //最后判断栈中元素是否匹配
        return deque.isEmpty();
    }
}

C++

class Solution {
public:
    bool isValid(string s) {
        if (s.size() % 2 != 0) return false; // 如果s的长度为奇数，一定不符合要求
        stack<char> st;
        for (int i = 0; i < s.size(); i++) {
            if (s[i] == '(') st.push(')');
            else if (s[i] == '{') st.push('}');
            else if (s[i] == '[') st.push(']');
            // 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
            // 第二种情况：遍历字符串匹配的过程中，发现栈里没有我们要匹配的字符。所以return false
            else if (st.empty() || st.top() != s[i]) return false;
            else st.pop(); // st.top() 与 s[i]相等，栈弹出元素
        }
        // 第一种情况：此时我们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，否则就return true
        return st.empty();
    }
};

Python

# 方法一，仅使用栈，更省空间
class Solution:
    def isValid(self, s: str) -> bool:
        stack = []
        
        for item in s:
            if item == '(':
                stack.append(')')
            elif item == '[':
                stack.append(']')
            elif item == '{':
                stack.append('}')
            elif not stack or stack[-1] != item:
                return False
            else:
                stack.pop()
        
        return True if not stack else False