leetcode32——最长有效括号——java实现

本文深入探讨了括号匹配问题的算法实现,针对有效括号子串的最大长度问题,提出了使用栈结合数学最大值方法的解决方案,通过实例解析,使读者能够理解并掌握算法的核心思想。

题目要求:
在这里插入图片描述
分析:
之前做过类似的题目,就是括号匹配,我们是用栈做的,这里依旧可以故技重施。

刚开始我没仔细看题,直接写了如下代码:

class Solution {
    public int longestValidParentheses(String s) {
        if(s == null || s.length() == 0)
            return 0;
        int count = 0;
        Stack<Integer> stack = new Stack<>();
        for(int i = 0; i < s.length(); i ++) {
            if(s.charAt(i) == '(') {
                stack.push(i);
            } else {
                if(!stack.isEmpty()) {
                    stack.pop();
                    count ++;
                } else {
                    count = count;
                }
            }
        }
        return count * 2;
    }
}

结果自然是错的,因为我忽略了题目中的“子串”两个字。子串就表示有效括号得连续,即()(()这里,虽然有两对相匹配的括号,但是在该题中,答案依然为1,因为第一个有效括号跟第二个有效括号不连续。

由于一个字符串中,有效括号的子串可能不止一个,为了求出最大的子串长度,我们需要用到Math中的max方法。接下来最重要的问题是,我们该如何求出有效括号子串的长度。

要想求出长度,我们必须得知道它其实字符的下标。在这里,我们首先定义一个left,令其值等于-1(因为坐标是从0开始的),当有效括号子串结束时,用该子串的最后一个字符串的下标减去-1即为该子串的长度。

但是left并不总是等于-1的,当栈中为空,并且遍历到的字符为’ ) '时,left就等于该字符的下标。

举个例子:
在这里插入图片描述
注意:在这里,left指向别的坐标的前提是:此时的栈是空栈。如果此时的栈不是空栈,就表明这个栈中一定有’ ( ‘,就一定能与’ ) '进行匹配。

有的时候文字说不清楚的问题,一张图就能解决。看完上图之后,思路就非常清晰了,我们将所有的’ ( ‘都push进栈里,遇到一个’ ) '就弹出栈顶的元素。子串的长度就由此时指向的字符串的下标减去left的值即可。

具体代码如下:

class Solution {
    public int longestValidParentheses(String s) {
       if (s == null || s.length() < 1)
            return 0;
        Stack<Integer> stack = new Stack<Integer>();
        int count = 0, left = -1;
        for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
            if (s.charAt(i) == '(')
                stack.push(i);
            else {
                if (!stack.isEmpty()) {
                    stack.pop();
                    if (!stack.isEmpty())
                        count = Math.max(count, i - stack.peek());
                    else
                        count = Math.max(count, i - left);
                } else
                    left = i;
            }
        }
        return count;
    }
}
### LeetCode 20 有效的括号 C++ 解法 对于 LeetCode 第 20 题“有效的括号”,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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