LeetCode每日精进：20.有效的括号

题目链接：20.有效的括号

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：

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. 每个右括号都有一个对应的相同类型的左括号。

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

示例 4：

输入：s = "([])"

输出：true

提示：

• 1 <= s.length <= 104
• s 仅由括号 '()[]{}' 组成

思路：借助数据结构栈，左括号入栈，右括号匹配 

        由于栈的先进后出的特性，可以借助栈来实现对应括号的消除，匹配。

        使用栈之前需要添加实现栈的相关代码：参考栈：数据结构中的“时间管理大师”        

    char* ps = s;
    Stack st;
    StackInit(&st);

        定义指针ps指向给定字符串，用来遍历括号，创建栈st并初始化。

        以示例2为例：

        若当前遍历到左括号：       

        if (*ps == '(' || *ps == '[' || *ps == '{')
        {
            StackPush(&st,*ps);
        }

·        直接让左括号入栈。 

         若当前遍历到右括号，需要考虑两种情况：

            if (StackEmpty(&st))
            {
                StackDestroy(&st);
                return false;
            }

        若当前栈为空，s为图示字符串，那么直接销毁栈，返回false。

int top = StackTop(&st);
if ((*ps == ')' && top != '(') || (*ps == ']' && top != '[') || (*ps == '}' && top != '{'))
{
    StackDestroy(&st);
    return false;
}
StackPop(&st);

        若当前栈不为空，取栈顶元素与右括号进行匹配：

                若合法，将栈顶元素出栈，进行下一组括号的匹配。

                若不合法，销毁栈并返回false。       

        若s为图中所示字符串，在匹配完合法括号后还有左括号入栈，那么就会导致跳出循环后栈不为空，所以需要对循环后的栈进行判空，这里使用三目操作符：

    bool ret = StackEmpty(&st) ? true : false;
    StackDestroy(&st);
    return ret;

        若当前栈为空，返回true，若当前栈不为空，说明栈中还有左括号，返回false，保存返回值后销毁链表，返回ret即可。 

完整代码：

typedef int STDataType;
typedef struct Stack
{
	STDataType* _a;
	int _top;		// 栈顶
	int _capacity;  // 容量 
}Stack;

// 初始化栈 
void StackInit(Stack* ps)
{
	ps->_a = NULL;
	ps->_top = ps->_capacity = 0;
}

// 入栈 
void StackPush(Stack* ps, STDataType data)
{
	assert(ps);
	if (ps->_top == ps->_capacity)
	{
		int newcapacity = ps->_capacity == 0 ? 4 : 2 * ps->_capacity;
		STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(ps->_a, newcapacity * sizeof(STDataType));
		if (tmp == NULL)
		{
			perror("realloc");
			exit(1);
		}
		ps->_a = tmp;
		ps->_capacity = newcapacity;
	}
	ps->_a[ps->_top++] = data;
}

// 检测栈是否为空，如果为空返回非零结果，如果不为空返回0 
int StackEmpty(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	return ps->_top == 0;
}

// 出栈 
void StackPop(Stack* ps) 
{
	assert(!StackEmpty(ps));
	--ps->_top;
}

// 获取栈顶元素 
STDataType StackTop(Stack* ps)
{
	assert(!StackEmpty(ps));
	return ps->_a[ps->_top - 1];
}

// 获取栈中有效元素个数 
int StackSize(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	return ps->_top;
}

// 销毁栈 
void StackDestroy(Stack* ps)
{
	if (ps->_a)
		ps->_a = NULL;
	ps->_top = ps->_capacity = 0;
}

bool isValid(char* s) {
    char* ps = s;
    Stack st;
    StackInit(&st);
    while(*ps != '\0')
    {
        if (*ps == '(' || *ps == '[' || *ps == '{')
        {
            StackPush(&st,*ps);
        }
        else
        {
            if (StackEmpty(&st))
            {
                StackDestroy(&st);
                return false;
            }
            int top = StackTop(&st);
            if ((*ps == ')' && top != '(') || (*ps == ']' && top != '[') || (*ps == '}' && top != '{'))
            {
                StackDestroy(&st);
                return false;
            }
            StackPop(&st);
        }
        ps++;
    }
    bool ret = StackEmpty(&st) ? true : false;
    StackDestroy(&st);
    return ret;
}