20. Valid Parentheses [easy] (Python)

这篇博客介绍了LeetCode上的第20题——有效括号问题。通过栈的数据结构,提供两种不同的解决方案来判断输入字符串中括号是否按正确顺序闭合。思路一利用栈,遇到匹配的括号则弹出栈顶元素;思路二则是通过检查当前字符与栈顶元素的匹配关系来加速判断。作者作为新手,欢迎读者指正和交流。

题目链接

https://leetcode.com/problems/valid-parentheses/

题目原文

Given a string containing just the characters ‘(‘, ‘)’, ‘{‘, ‘}’, ‘[’ and ‘]’, determine if the input string is valid.

The brackets must close in the correct order, “()” and “()[]{}” are all valid but “(]” and “([)]” are not.

题目翻译

给定一个字符串,只包含 '(', ')', '{', '}', '['']' 这几个字符,判断输入字符串是否是有效的。
所有的括号必须以正确的顺序闭合,比如 "()""()[]{}" 是有效的,但 "(]""([)]" 是无效的。

思路方法

思路一

用栈来操作,将所有的字符依次入栈,当栈顶的括号和正要入栈的括号匹配时将栈顶的括号弹出且不入栈,否则入栈新的括号。最后,只有当栈里没有括号时,才表明输入是有效的。

代码

class Solution(object):
    def isValid(self, s):
        """
        :type s: str
        :rtype: bool
        """
        pars = [None]
        parmap = {')': '(', '}': '{', ']': '['}
        for c in s:
            if c in parmap and parmap[c] == pars[len(pars)-1]:
                pars.pop()
            else:
                pars.append(c)
        return len(pars) == 1

思路二

实际上,通过观察可以发现:如果正要入栈的是右括号,而栈顶元素不是能与之消去的相应左括号,那么该输入字符串一定是无效的。于是,可以大的加快判断过程。

代码

class Solution(object):
    def isValid(self, s):
        """
        :type s: str
        :rtype: bool
        """
        pars = [None]
        parmap = {')': '(', '}': '{', ']': '['}
        for c in s:
            if c in parmap:
                if parmap[c] != pars.pop():
                    return False
            else:
                pars.append(c)
        return len(pars) == 1

说明
当然这里使用dict来存放括号的匹配关系不是必要的,直接通过字符之间ascii码的差值判断也是比较快的。

PS: 新手刷LeetCode,新手写博客,写错了或者写的不清楚还请帮忙指出,谢谢!
转载请注明:http://blog.youkuaiyun.com/coder_orz/article/details/51697963

最长有效括号子串问题是经典的算法问题,目标是找出一个只包含 `'('` 和 `')'` 的字符串中最长的连续有效括号子串的长度。该问题可以通过多种方法解决,其中使用动态规划(Dynamic Programming)和栈(Stack)是最常见的两种方式。 ### 动态规划方法 动态规划方法通过构建一个 `dp` 数组来记录以每个字符结尾的最长有效子串长度。具体步骤如下: - 初始化一个长度为 `n` 的数组 `dp`,初始值为 0。 - 遍历字符串,当遇到 `')'` 时进行判断: - 如果前一个字符是 `'('`,则判断是否形成 `()` 形式的有效括号,若成立,则更新当前 `dp[i]`。 - 如果前一个字符是 `')'`,则检查是否存在嵌套的有效括号结构,并更新当前 `dp[i]`。 ```c #include <stdio.h> #include <string.h> int longestValidParentheses(char* s) { int n = strlen(s); int dp[n]; memset(dp, 0, sizeof(dp)); int maxLen = 0; for (int i = 1; i < n; i++) { if (s[i] == ')') { if (s[i - 1] == '(') { dp[i] = (i >= 2 ? dp[i - 2] : 0) + 2; } else if (i - dp[i - 1] > 0 && s[i - dp[i - 1] - 1] == '(') { dp[i] = dp[i - 1] + ((i - dp[i - 1] >= 2) ? dp[i - dp[i - 1] - 2] : 0) + 2; } maxLen = (dp[i] > maxLen) ? dp[i] : maxLen; } } return maxLen; } ``` ### 栈方法 栈方法通过维护一个栈来记录括号的索引,用于判断括号是否匹配并计算有效长度。具体步骤如下: - 初始化一个栈,初始时压入 `-1` 作为基准值。 - 遍历字符串,遇到 `'('` 时压入栈。 - 遇到 `')'` 时弹出栈顶元素,如果栈为空,则压入当前索引;否则计算当前索引与栈顶元素的差值,更新最大长度。 ```c #include <stdio.h> #include <string.h> #define MAX(a, b) ((a) > (b) ? (a) : (b)) int longestValidParentheses(char* s) { int n = strlen(s); int stack[n + 1]; int top = 0; stack[0] = -1; int maxLen = 0; for (int i = 0; i < n; i++) { if (s[i] == '(') { stack[++top] = i; } else { top--; if (top == -1) { stack[++top] = i; } else { maxLen = MAX(maxLen, i - stack[top]); } } } return maxLen; } ``` ### 复杂度分析 - **时间复杂度**:两种方法均为 $O(n)$,其中 $n$ 是字符串的长度。 - **空间复杂度**: - 动态规划方法为 $O(n)$,需要额外的 `dp` 数组。 - 栈方法为 $O(n)$,需要额外的栈空间。 ### 应用场景 - **动态规划**:适用于对内存使用要求不高的场景,且需要快速实现。 - **栈方法**:适用于内存敏感的场景,且需要高效处理嵌套结构的问题。
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