20.有效的括号 python

题目

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。

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

题目链接

有效的括号

题解

为了判断给定的字符串是否为有效的括号序列，我们可以使用栈（stack）这种数据结构来帮助我们。栈的特点是后进先出（LIFO），非常适合用来匹配成对出现并且有明确顺序要求的符号，比如这里的括号。

下面是一个简单的Python函数实现，用于检查一个只包含括号的字符串是否有效：

def isValid(s: str) -> bool:
    # 字典存储匹配的括号对
    bracket_map = {')': '(', '}': '{', ']': '['}
    # 用于存放左括号的栈
    stack = []
    
    for char in s:
        if char in bracket_map:
            # 如果当前字符是右括号，则检查栈顶元素是否与之匹配
            top_element = stack.pop() if stack else '#'
            if bracket_map[char] != top_element:
                return False
        else:
            # 如果当前字符是左括号，则直接入栈
            stack.append(char)
    
    # 最终栈应该为空，表示所有括号都正确闭合
    return not stack

这段代码的工作原理如下：

1. 定义一个字典 bracket_map 来存储每一对匹配的括号。
2. 初始化一个空列表作为栈 stack。
3. 遍历输入字符串中的每一个字符：
   • 如果字符是右括号（即存在于 bracket_map 的键中），则尝试从栈中弹出顶部元素，并检查它是否与当前字符匹配。如果不匹配或者栈为空（意味着没有相应的左括号），则返回 False。
   • 如果字符是左括号，则将其压入栈中。
4. 在遍历结束后，如果栈为空，说明所有的左括号都有对应的右括号来闭合，因此返回 True；否则返回 False。

这个算法的时间复杂度是 O(n)，其中 n 是字符串的长度，因为我们只需要一次遍历整个字符串。空间复杂度也是 O(n)，因为在最坏的情况下，栈可能会存储所有的左括号。

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