leetcode:valid_parentheses 利用栈先进后出

'''
给定一个只包括 '('，')'，'{'，'}'，'['，']' 的字符串，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。
注意空字符串可被认为是有效字符串。
'''
"""
示例 1:

输入: "()"
输出: true
示例 2:

输入: "()[]{}"
输出: true
示例 3:

输入: "(]"
输出: false
示例 4:

输入: "([)]"
输出: false
示例 5:

输入: "{[]}"
输出: true
"""

我的思路是：根据题目要求，只要是符合要求的字符串，里面必然是有一对是紧挨着，比如"()"、"{}"、"[]"，只要找出一对这样的，然后将这对符号pop出去，以后重复原来的方法就可以把正确的字符串中的括号全部pop出去。当然也发现了一点：可以直接判断长度为奇数的不符合要求。

这里我也采用了字典作为映射，方便查找。看了其他人使用栈的方法，觉得自己的方法太垃圾了。

# -*- coding:utf-8 -*-
"""
@author:zhuyuping
@description:有效的括号
@time:2020/3/25
"""

class Solution:
    def isValid(self, s: str) -> bool:
        dicts = {'(': ')', ')': '(', '[': ']', ']': '[', '{': '}', '}': '{'}
        lists = list(s)
        lens = len(s)
        if lens == 2 and lists[0] != dicts.get(lists[1]):
            return False
        if len(s) % 2 == 1:
            return False
        i = 0
        while len(lists):
            if lists[i] == dicts.get(lists[i + 1]):
                lists.pop(i + 1)  # 需先pop后者
                lists.pop(i)
                i = 0
            else:
                i += 1
                if i == (len(lists) - 2): 
                    return False
                elif len(lists) == 2 and lists[0] != dicts.get(lists[1]):
                    return False
                else:
                    continue
        return True

if __name__ == '__main__':
    # s = Solution()
    s = Solution2()
    print([s.isValid(i) for i in ["){", "((", "{(())}[()]", "{[]}", "()", "()[]{}", "([]){}", "()[]{}", "()",
                                  "(()(", "(]", "([)]", "([)"]])

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辅助栈法

算法原理：

• 栈先入后出特点恰好与本题括号排序特点一致，即若遇到左括号入栈，遇到右括号时将对应栈顶左括号出栈，则遍历完所有括号后 stack 仍然为空；
• 建立哈希表 dic 构建左右括号对应关系：key 左括号，value 右括号；这样查询2个括号是否对应只需 O(1)时间复杂度；建立栈 stack，遍历字符串 s 并按照算法流程一一判断。

算法流程：

1. 如果 c 是左括号，则入栈 push ；
2. 否则通过哈希表判断括号对应关系，若 stack 栈顶出栈括号 stack.pop() 与当前遍历括号 c 不对应，则提前返回 False 。

提前返回False：

• 提前返回优点： 在迭代过程中，提前发现不符合的括号并且返回，提升算法效率。
• 解决边界问题：
  • 栈 stack 为空： 此时 stack.pop() 操作会报错；因此，我们采用一个取巧方法，给 stack 赋初值 ? ，并在哈希表 dic 中建立 key: ‘?’，value:’?’ 的对应关系予以配合。当 stack 中没有括号且 c 为右括号时，可以正常提前返回 False；
  • 字符串 s 以左括号结尾： 此情况下可以正常遍历完整个 s，但 stack 中遗留未出栈的左括号；因此，最后需返回 len(stack) == 1，以判断是否是有效的括号组合。

复杂度分析：

• 时间复杂度 O(N)：正确的括号组合需要遍历1遍 s；
• 空间复杂度 O(N)：哈希表和栈使用线性的空间大小。

# 栈先入后出
class Solution2:
    def isValid(self, s: str) -> bool:
        if len(s) % 2 == 1:
            return False
        dic = {'{': '}', '[': ']', '(': ')', '?': '?'}
        stack = ['?']
        for c in s:
            if c in dic:
                stack.append(c)
            elif dic[stack.pop()] != c:
                return False
        return len(stack) == 1

# 我在别人基础上我优化了一点点
class Solution_upgrade:
    def isValid(self, s: str) -> bool:
        if len(s) % 2 == 1:  # 长度为奇数的s直接判断
            return False
        dic = {'{': '}', '[': ']', '(': ')'}
        stack = []
        for c in s:
            if c in dic:
                stack.append(c)
            # 以左括号开口的s，第一个字符不会append到stack，这时len(stacl)为0
            elif len(stack) == 0:  
                return False
            elif dic[stack.pop()] != c:
                return False
        return len(stack) == 0

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