LeetCode hot 100—有效的括号

题目

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：

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。

每个右括号都有一个对应的相同类型的左括号。

示例

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

分析

栈

遇到左括号 '('、'{'、'[' 时，将其压入栈中。

遇到右括号时，首先判断栈是否为空。如果为空，则说明没有相应的左括号，返回 false。若栈不为空，则取出栈顶元素（最近的左括号），并判断是否与当前的右括号匹配。如果不匹配，返回 false。

遍历完所有字符后，栈为空表示所有括号都已匹配，返回 true；否则返回 false。

时间复杂度：O()，是字符串长度

空间复杂度：O()

class Solution {
public:
    bool isValid(string s) {
        stack<char> st;
        for (char c : s) {
            // 遇到左括号则压入栈中
            if (c == '(' || c == '{' || c == '[') {
                st.push(c);
            } else {
                // 遇到右括号时，栈为空则无匹配的左括号
                if (st.empty()) return false;
                char top = st.top();
                st.pop();
                // 检查是否匹配
                if ((c == ')' && top != '(') ||
                    (c == '}' && top != '{') ||
                    (c == ']' && top != '[')) {
                    return false;
                }
            }
        }
        // 最后如果栈为空，则所有括号均匹配
        return st.empty();
    }
};

知识充电

stack

stack（栈）是一种非常常用的数据结构，其特点是 后进先出（LIFO，Last In First Out）。

初始化

#include <stack>
using namespace std;

stack<int> intStack;         // 声明一个存储 int 类型元素的栈
stack<string> stringStack;   // 声明一个存储 string 类型元素的栈

常用成员函数

push()——将一个元素压入栈顶

intStack.push(10); // 栈中元素依次为: 10
intStack.push(20); // 栈中元素依次为: 10, 20（20 在栈顶）

pop()——移除栈顶元素，但不返回该元素

intStack.pop();  // 移除栈顶元素20，栈中剩下: 10

top()——访问栈顶元素

int topElement = intStack.top(); // topElement 为 10

empty()——检查栈是否为空

bool isEmpty = intStack.empty();

size()——返回栈中元素的个数

int count = intStack.size();

下面展示了如何使用 stack 进行基本操作，并遍历打印所有元素（由于 STL 的 stack 适配器不支持随机访问或迭代器访问，只能通过 pop 逐个移除元素来访问）。

#include <iostream>
#include <stack>
using namespace std;

int main() {
    stack<int> s;
    // 入栈操作
    s.push(10);
    s.push(20);
    s.push(30);
    // 查看栈顶元素并依次出栈
    while (!s.empty()) {
        cout << "栈顶元素: " << s.top() << endl; // 输出当前栈顶元素
        s.pop(); // 移除栈顶元素
    }
    return 0;
}