【LeetCode热题100道笔记】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。

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

示例 5：
输入：s = “([)]”
输出：false

提示：

• $1<=s.length<=10^4$
• s 仅由括号 ‘()[]{}’ 组成

思考

利用栈的先进后出特性验证括号有效性：遍历字符串时，遇到左括号则入栈；遇到右括号时，检查栈顶是否为对应的左括号，若是则弹出栈顶（表示匹配成功），否则判定为无效。最终若栈为空，说明所有括号都能正确匹配。

算法过程

1. 初始化栈：用于存储未匹配的左括号
2. 创建映射表：记录右括号与对应左括号的关系（如 ) 对应 (）
3. 遍历字符串：
   • 若栈为空且遇到右括号，直接返回 false（无匹配的左括号）
   • 若遇到左括号，压入栈中
   • 若遇到右括号，检查栈顶元素是否为对应左括号：
     • 是则弹出栈顶（匹配成功）
     • 否则将右括号入栈（无法匹配）
4. 结果判断：遍历结束后，若栈为空则所有括号匹配有效，否则无效

时空复杂度分析

• 时间复杂度：O(n)，只需遍历字符串一次，每个字符的入栈和出栈操作都是常数时间
• 空间复杂度：O(n)，最坏情况下（全为左括号），栈需要存储所有字符

代码

/**
 * @param {string} s
 * @return {boolean}
 */
var isValid = function(s) {
    const stack = [];
    const mapping = {
        ')': '(',
        ']': '[',
        '}': '{'
    };

    for (let c of s) {
        if (!stack.length) {
            if (c === ')' || c === ']' || c === '}') return false;
            stack.push(c);
            continue;
        }
        const topChar = stack[stack.length-1];
        if (topChar === mapping[c]) { 
            stack.pop(); // 弹出一对匹配的括号
        } else {
            stack.push(c);            
        }
    }

    return stack.length === 0;
};