[Leetcode]20. 有效的括号

博客围绕判断只含特定括号的字符串是否有效展开。介绍了有效字符串的判定规则,给出了示例。阐述了用堆栈处理的两种方法,一种是遍历字符串并与堆栈顶部字符比对;另一种是用散列表记录右括号对应左括号,在某些情况可提前判定合法性。

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题目描述:

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:

  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. 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

我的方法:

最初的想法是对的,用堆栈处理。处理流程如下:

  1. 遍历字符串,从首个字符开始压入堆栈,然后比对堆栈最上面的字符和剩余字符串的首个字符。
  2. 如果相等,堆栈弹出最上面的字符,剩余数组丢弃首个字符。
  3. 如果不相等,则继续将剩余字符串压入堆栈。
  4. 剩余字符串为空时,循环结束。
  5. 此时若堆栈为空,则该字符串有效。
  6. 否则,为无效。

该方法的效果还可以:执行用时 : 32 ms, 在Valid Parentheses的Python提交中击败了30.51% 的用户。内存消耗 : 10.8 MB, 在Valid Parentheses的Python提交中击败了2.24% 的用户。

class Solution(object):
    def isValid(self, s):
        """
        :type s: str
        :rtype: bool
        """
        stack=[]
        d={'[':0,']':0,'{':1,'}':1,'(':2,')':2}
        while s:
            # 如果相等,堆栈弹出最上面的字符,剩余数组丢弃首个字符
            if len(stack)>0 and d[stack[-1]]==d[s[0]] and stack[-1]!=s[0]:
                stack.pop()
                s=s[1:]
            # 否则,将s的首字符压入堆栈
            else:
                stack.append(s[0])
                s=s[1:]
        if stack==[]:
            return True
        else:
            return False

一点改进:

class Solution(object):
    def isValid(self, s):
        """
        :type s: str
        :rtype: bool
        """
        stack=[]
        d={'[':']',']':'[','{':'}','}':'{','(':')',')':'('}
        while s:
            # 如果相等,堆栈弹出最上面的字符,剩余数组丢弃首个字符
            if len(stack)>0 and d[stack[-1]]==s[0]:
                stack.pop()
                s=s[1:]
            # 否则,将s的首字符压入堆栈
            else:
                stack.append(s[0])
                s=s[1:]
        if stack==[]:
            return True
        else:
            return False

别人的方法:
基本的思想是一样的,也是用堆栈。具体步骤如下:

  1. 用d记录右括号对应的左括号的散列表。
  2. 遍历字符串s。
  3. 如果当前字符c为右括号,且该右括号与堆栈stk顶端字符stk[-1]相对应,则弹出stk顶端字符。
  4. 如果当前字符c为右括号,但未与stk顶端字符stk[-1]相对应,则返回false。
  5. 如果当前字符c为左括号,则压入stk。
  6. 遍历完成后,若stk依然为空,则s合法。否则,不合法。

这个方法较优的一点在于:在某些情况下,不必遍历完就能够判定是否合法字符串。例如:一开始就有一个右括号,则必然不合法。因此,理论上应该会运行得快一点。

class Solution:
    def isValid(self, s):

        d = {'}': '{', ']': '[', ')': '('}

        stk = [' '] # 堆栈

        for c in s:

            c2 = d.get(c, '')
            # stk[-1]也就是堆栈最上面的字符
            if stk[-1] == c2:
                stk.pop()
            # c2非空且未配对,则返回错误
            elif c2:
                return False
            # c2为空,则表明是左括号,压入堆栈
            else:
                stk.append(c)

        return len(stk) == 1
### 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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