#LeetCode——20.有效的括号

本文详细解析了一种利用栈结构实现括号匹配的有效算法。该算法遍历输入字符串中的每一种括号,通过压栈与弹栈操作确保括号正确闭合。文章还提供了完整的实现代码,帮助读者深入理解算法的具体运作。

一、题目描述

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。

 需要注意的是: "" 也算是有效的括号。

        通过例子我们可以得知,当遇到 右括号时,就会停止遍历,去找有没有对应的左括号。所以很适合用栈的结构,先进后出。

二、思路分析

遍历整个字符串,当遇到左括号时,就进行压栈操作。【'(' '[' '{'】。当遇到右括号时,首先判断栈是否为空,为空直接返回false,不为空进行弹栈操作,判断是否对应上,对应上,继续判断,对应不上返回 false 。


c = ' ( ' 压栈,移动指针

c = ' [ ' 压栈,移动指针

 
 c = ' ] ' ,栈不为空。
弹栈:temp = ' [ '  能对应上,继续移动指针判断。

 
c = ' ) ' ,栈不为空。
弹栈:temp = ' ( ' 能对应上,继续移动指针判断


c = ' { ' 压栈

c = ' } ' ,栈不为空。
弹栈:temp = ' { ' 能对应上,继续移动指针判断

c = ' } ' , 这时栈已经空,已经没有和他对应的了。直接返回false、 

三、代码 

public static boolean isValid(String s) {
        // 字符串长度 是奇数,肯定有一个不匹配,直接返回 false。
        if (s.length() % 2 == 1) {
            return false;
        }
        if (s.length() == 0) {
            return true;
        }
        Stack<Character> stack = new Stack<>();
        for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
            char c = s.charAt(i);
            if (c == '{' || c == '(' || c == '[') {
                //如果遇到 { [ (  就直接进行压栈
                stack.push(c);
            } else {
                if (stack.isEmpty()) {
                    return false;
                } else {
                    char temp = stack.pop();
                    if (c == '}') {
                        if (temp != '{')
                            return false;
                    } else if (c == ']') {
                        if (temp != '[')
                            return false;
                    } else if (c == ')') {
                        if (temp != '(')
                            return false;
                    }
                }
            }
        }
        return stack.isEmpty();
    }

### LeetCode 20 有效括号 C++ 解法 对于 LeetCode20 题“有效括号”,其核心在于通过栈的数据结构来验证输入字符串中的括号是否能够正确匹配。以下是基于栈的 C++ 实现方案: #### 方法概述 该方法利用栈的特点——先进后出(FILO),逐一遍历输入字符串 `s` 中的字符。如果当前字符是一个开括号,则将其压入栈中;如果是闭括号,则尝试从栈顶弹出一个对应的开括号进行匹配。最终,当遍历完成后,若栈为空则表示所有括号均成功匹配。 #### 具体实现代码 以下提供了完整的 C++ 实现代码[^2]: ```cpp class Solution { public: bool isValid(string s) { std::stack<char> m_stack; for (const auto& v : s) { if (m_stack.empty()) { m_stack.push(v); } else if (compare(m_stack.top(), v)) { m_stack.pop(); } else { m_stack.push(v); } } return m_stack.size() == 0 ? true : false; } private: bool compare(const char& c1, const char& c2) { return (c1 == '(' && c2 == ')') || (c1 == '[' && c2 == ']') || (c1 == '{' && c2 == '}'); } }; ``` 上述代码定义了一个名为 `Solution` 的类,并在其内部实现了成员函数 `isValid` 和辅助私有函数 `compare`。其中: - 函数 `isValid` 负责接收输入字符串并返回布尔值以表明括号序列是否有效。 - 辅助函数 `compare` 则用于检测两个字符是否构成一对合法的括号组合。 #### 复杂度分析 时间复杂度为 O(n),因为每个字符最多只会被压入和弹出一次堆栈操作。空间复杂度同样也是 O(n),最坏情况下整个字符串都需要存储到栈里[^4]。 --- ###
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