【力扣 - 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：

• 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。

题解：栈

判断括号的有效性可以使用「栈」这一数据结构来解决。

我们遍历给定的字符串 s。当我们遇到一个左括号时，我们会期望在后续的遍历中，有一个相同类型的右括号将其闭合。由于后遇到的左括号要先闭合，因此我们可以将这个左括号放入栈顶。

当我们遇到一个右括号时，我们需要将一个相同类型的左括号闭合。此时，我们可以取出栈顶的左括号并判断它们是否是相同类型的括号。如果不是相同的类型，或者栈中并没有左括号，那么字符串 s 无效，返回 False。为了快速判断括号的类型，我们可以使用哈希表存储每一种括号。哈希表的key为右括号，值为相同类型的左括号。

在遍历结束后，如果栈中没有左括号，说明我们将字符串 s 中的所有左括号闭合，返回 True，否则返回 False。

注意到有效字符串的长度一定为偶数，因此如果字符串的长度为奇数，我们可以直接返回 False，省去后续的遍历判断过程。

代码

// This function pairs a closing bracket/brace/parenthesis with its corresponding opening counterpart
char pairs(char a) {
	// if a closing brace is passed, return the corresponding opening brace
    if (a == '}') return '{'; 
    // if a closing bracket is passed, return the corresponding opening bracket
    if (a == ']') return '['; 
    // if a closing parenthesis is passed, return the corresponding opening parenthesis
    if (a == ')') return '('; 
    // if none of the above characters are passed, return 0
    return 0; 
}

// This function checks if a given string of brackets/braces/parentheses is valid
bool isValid(char* s) {
    int n = strlen(s); // get the length of the input string
    if (n % 2 == 1) { // if the length is odd, the string is invalid
        return false;
    }
    // create a stack to store opening brackets/braces/parentheses and initialize top to 0
    int stk[n + 1], top = 0; 
    // iterate through each character in the input string
    for (int i = 0; i < n; i++) { 
    	// get the corresponding opening character for the current closing character
        char ch = pairs(s[i]);
        // if a corresponding opening character is found
        if (ch) { 
        	// if the stack is empty or the top of the stack does not match the current opening character
            if (top == 0 || stk[top - 1] != ch) { 
                return false; // the string is invalid
            }
            top--; // pop the matching opening character from the stack
        }
        // if no corresponding opening character is found
        else { 
            stk[top++] = s[i]; // push the current character onto the stack
        }
    }
    return top == 0; // if the stack is empty at the end, the string is valid
}

复杂度分析

• 时间复杂度：O(n)，其中 n 是字符串 s 的长度。
• 空间复杂度：O(n+∣Σ∣)，其中 Σ 表示字符集，本题中字符串只包含 6 种括号，∣Σ∣=6|。栈中的字符数量为 O(n)，而哈希表使用的空间为 O(∣Σ∣)，相加即可得到总空间复杂度。

作者：力扣官方题解
链接：https://leetcode.cn/problems/valid-parentheses/solutions/373578/you-xiao-de-gua-hao-by-leetcode-solution/
来源：力扣（LeetCode）
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