423. 有效的括号序列

描述
给定一个字符串所表示的括号序列,包含以下字符: ‘(‘, ‘)’, ‘{‘, ‘}’, ‘[’ and ‘]’, 判定是否是有效的括号序列。

样例
括号必须依照 “()” 顺序表示, “()[]{}” 是有效的括号,但 “([)]”则是无效的括号。

挑战
O(n)的时间,n为括号的个数

public static boolean isValidParentheses(String s) {

        //如果s为空或者长度为0或者长度为奇数,括号肯定不匹配
        if(s==null||s.length()==0||s.length()%2!=0){
            return false;
        }

        //定义一个装载char类型数据的栈,栈也是属于集合,装载对象,而不能直接装载基本数据类型
        Stack<Character> stack=new Stack<Character>();
        //java.lang.Integer int
        //java.lang.Character char
        //java.lang.Double double
        //java.lang.Float float
        //java.lang.Boolean boolean
        //标志,也是最终返回的结果
        boolean flag=true;

        //从s的第一个字符开始遍历
        for(int i=0;i<s.length();i++){
            //如果遇到"(""[""{",则压入栈中
            if(s.charAt(i)=='('||s.charAt(i)=='['||s.charAt(i)=='{'){
                stack.push(s.charAt(i));
            }else if(s.charAt(i)==')'){
                //判断stack栈是否为空,且栈顶元素与s的相应字符匹配,
                //如果匹配,则栈顶元素出栈;否则,整个字符串都字符串不匹配,跳出循环;
                if(!stack.empty()&&stack.peek()=='('){
                    stack.pop();
                }else{
                    flag=false;
                    break;
                }
            }else if(s.charAt(i)==']'){
                //判断stack栈是否为空,且栈顶元素与s的相应字符匹配
                if(!stack.empty()&&stack.peek()=='['){
                    stack.pop();
                }else{
                    flag=false;
                    break;
                }
            }else if(s.charAt(i)=='}'){
                //判断stack栈是否为空,且栈顶元素与s的相应字符匹配
                if(!stack.empty()&&stack.peek()=='{'){
                    stack.pop();
                }else{
                    flag=false;
                    break;
                }
            }
        }

        //遍历一遍字符串后,看栈是否为空,如果不为空,则该字符串不匹配;
        if(!stack.empty()){
            flag=false;
        }

        return flag;

    }
### Python 中括号序列的匹配与生成 在 Python 编程中,处理括号序列通常涉及两种主要操作:**验证括号的有效性**以及 **生成有效的括号组合**。 #### 验证括号有效性 为了判断给定的字符串是否是一个有效括号序列,可以利用栈数据结构来解决此问题。以下是具体方法: 通过遍历输入字符串中的每一个字符,当遇到左括号 `(` 时将其压入栈中;而当遇到右括号 `)` 时,则尝试从栈顶弹出一个元素并检查其是否为对应的左括号。如果栈为空或者顶部不是相应的左括号,则该序列无效[^1]。 ```python def is_valid_parentheses(s: str) -> bool: stack = [] mapping = {")": "(", "}": "{", "]": "["} for char in s: if char in mapping.values(): stack.append(char) elif char in mapping.keys(): if not stack or stack.pop() != mapping[char]: return False return not stack ``` 上述代码定义了一个函数用于检测任意长度的括号串是否合法[^2]。 #### 生成有效括号组合 对于生成指定数量 n 的成对括号的所有可能排列方式的任务来说,可以通过回溯法完成这一目标。这种方法的核心在于递归构建每一步的选择路径,在满足条件的情况下加入最终的结果列表之中[^3]。 下面展示了一种基于递归的方法来枚举所有符合条件的括号组: ```python def generateParenthesis(n: int): result = [] def backtrack(current_str='', open_count=0, close_count=0): if len(current_str) == 2 * n: result.append(current_str) return if open_count < n: backtrack(current_str + '(', open_count + 1, close_count) if close_count < open_count: backtrack(current_str + ')', open_count, close_count + 1) backtrack() return result ``` 这段程序实现了动态增加左右括号的过程,并确保任何时候都不会出现非法状态[^4]。
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