leetcode之括号问题

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这篇博客探讨了LeetCode中的几个与括号相关的问题，包括有效括号字符串的判断、最少添加括号使字符串有效以及平衡括号字符串的最少插入次数。通过示例解释了如何满足括号的有效性和平衡条件，并提供了相关问题的难度级别和提示。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

20. 有效的括号

难度简单1894收藏分享切换为英文接收动态反馈

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

class Solution {
public:
    bool isValid(string str) {
        stack<char> s;
        
        // 如果括号数量是奇数，直接说明就是错误的
        if(str.size() % 2 == 1)
            return false;

        for(char c: str)
        {
            // 遇到左括号就入栈
            if(c=='(' ){
                s.push(')');
                 continue;
            }
            if(c=='[')
            {
                s.push(']');
                 continue;
            }
            if(c=='{')
            {
                s.push('}');
                 continue;
            }

            // 如果没有左括号入栈直接说明遇到的第一个就是右括号，不匹配，返回false
            // 不能用下面的很长的if来判断，因为没有栈顶元素，使用top方法会报错所以单独写这个针对第一个元素就是右括号的情况
            if(s.empty())
                return false;

            // 遇到右括号就和栈顶元素匹配，正确匹配就出栈，不正确匹配就返回false
            if(c==s.top()){
                s.pop();
                continue;
            }
            else{
                return false;
            }
 
        }

        // 直到所有括号都比较完并且栈为空就返回true，否则返回false
        return s.empty() ? true : false;
    }
};

python

class Solution:
    def isValid(self, s: str) -> bool:
        dic = {'(':')',"{":"}","[":"]"}
        res = []
        for c in s:
            if c in dic.keys():
                res.append(dic[c])
            elif len(res)==0 or c!=res.pop():
                return False
        if not res:
            return True
        else: 
            return False

921. 使括号有效的最少添加

难度中等66收藏分享切换为英文接收动态反馈

给定一个由 '(' 和 ')' 括号组成的字符串 S，我们需要添加最少的括号（ '(' 或是 ')'，可以在任何位置），以使得到的括号字符串有效。

从形式上讲，只有满足下面几点之一，括号字符串才是有效的：

它是一个空字符串，或者
它可以被写成 AB （A 与 B 连接）, 其中 A 和 B 都是有效字符串，或者
它可以被写作 (A)，其中 A 是有效字符串。

给定一个括号字符串，返回为使结果字符串有效而必须添加的最少括号数。

示例 1：

输入："())"
输出：1

示例 2：

输入："((("
输出：3

示例 3：

输入："()"
输出：0

示例 4：

输入："()))(("
输出：4

提示：

S.length <= 1000
S 只包含 '(' 和 ')' 字符。

因为res记录的左括号的插入次数，need记录了右括号的需求，

class Solution {
public:
    int minAddToMakeValid(string s) {
        //res 记录插入数量
        int res = 0;
        //need 记录右括号需求
        int need = 0;
        for(int i=0;i<s.size();i++)
        {
            if(s[i]=='(') need++; //需要一个右括号
            if(s[i]==')')
            {
                need--;
                if(need == -1)
                {
                    need=0;
                    res++;
                }
            }
        }
        return res+need;
    }
};

1541. 平衡括号字符串的最少插入次数

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给你一个括号字符串 s ，它只包含字符 '(' 和 ')' 。一个括号字符串被称为平衡的当它满足：

任何左括号 '(' 必须对应两个连续的右括号 '))' 。
左括号 '(' 必须在对应的连续两个右括号 '))' 之前。

比方说 "())"， "())(())))" 和 "(())())))" 都是平衡的， ")()"， "()))" 和 "(()))" 都是不平衡的。

你可以在任意位置插入字符 '(' 和 ')' 使字符串平衡。

请你返回让 s 平衡的最少插入次数。

示例 1：

输入：s = "(()))"
输出：1
解释：第二个左括号有与之匹配的两个右括号，但是第一个左括号只有一个右括号。我们需要在字符串结尾额外增加一个 ')' 使字符串变成平衡字符串 "(())))" 。

示例 2：

输入：s = "())"
输出：0
解释：字符串已经平衡了。

示例 3：

输入：s = "))())("
输出：3
解释：添加 '(' 去匹配最开头的 '))' ，然后添加 '))' 去匹配最后一个 '(' 。

示例 4：

输入：s = "(((((("
输出：12
解释：添加 12 个 ')' 得到平衡字符串。

示例 5：

输入：s = ")))))))"
输出：5
解释：在字符串开头添加 4 个 '(' 并在结尾添加 1 个 ')' ，字符串变成平衡字符串 "(((())))))))" 。

提示：

1 <= s.length <= 10^5
s 只包含 '(' 和 ')' 。

class Solution {
public:
    int minInsertions(string s) {
        int res = 0,need = 0;
        for (int i = 0; i<s.size();i++)
        {
            if(s[i]=='(')
            {
                need+=2;
                if(need %2==1)
                {
                    res++; //插入一个右字符串
                    need--;
                }
            }
            if(s[i]==')')
            {
                need--;
                if(need == -1)
                {
                    res++;
                    need = 1;
                }
            }
        }
        return res+need;
    }
};

参考链接：http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzAxODQxMDM0Mw==&mid=2247487246&idx=1&sn=4a514020ce9dc8777e2d1d503188b62b&chksm=9bd7f106aca078108102fe76799983ee8ea3bd759508e6dbfe87bc9da6edbeb8b8dd73deb0d7#rd