题目表述
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。
示例
示例一
输入：s = “()”
输出：true
示例二
输入：s = “()[]{}”
输出：true
示例三
输入：s = “(]”
输出：false
示例四
输入：s = “([)]”
输出：false
示例五
输入：s = “{[]}”
输出：true
注意
1 <= s.length <= 104
s 仅由括号 ‘()[]{}’ 组成
参考方法
方案一
public boolean isValid(String s) {
int slen = s.length(); // 括号的长度
if (slen % 2 == 1) {
// 括号不是成对出现直接返回 false
return false;
}
// 把所有对比的括号存入 map，对比时用
Map<Character, Character> map = new HashMap<>();
map.put(')', '(');
map.put('}', '{');
map.put(']', '[');
// 定义栈，用于存取括号（辅助比较）
Stack<Character> stack = new Stack<>();
for (int i = 0; i < slen; i++) {
// 循环所有字符
char c = s.charAt(i);
if (map.containsKey(c)) {
// 为右边的括号，如 ')'、'}' 等
if (stack.isEmpty() || stack.peek() != map.get(c)) {
// 栈为空或括号不匹配
return false;
}
stack.pop(); // 是一对括号，执行出栈（消除左右括号）
} else {
// 左边括号，直接入栈
stack.push(c);
}
}
return stack.isEmpty();
}
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。哈希表的键为右括号，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 ss 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。
方案二
public boolean isValid(String s) {
if (s.length() > 0 && !map.containsKey(s.charAt(0))) return false;
LinkedList<Character> stack = new LinkedList<Character>() {
{
add('?');
}};
for (Character c : s.toCharArray()) {
if (map.containsKey(c)) {
stack.addLast(c);
} else if (map.get(stack.removeLast()) != c) {
return false;
}
}
return stack.size() == 1;
}
解题思路
算法原理
- 栈先入后出恰好与本题特点一致，如果遇到左括号入栈，遇到有括号时候将对应栈顶左括号出栈，则遍历完所有括号后stack任然为空
- 建立哈希表 dic 构建左右括号对应关系：keykey 左括号，valuevalue 右括号；这样查询 22 个括号是否对应只需 O(1)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
- 如果 c 是左括号，则入栈 push；
- 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，stack.pop()会报错，因此采用一个取巧方法，给stack赋值？，并且在哈希表dic创建key:‘?’,value:'?'的对应关系配合，此时stack为空并且c为右括号，正常返回false
- 字符串s以左括号结尾：这种情况可以遍历整个s,但是stack中遗留未出栈的左括号，因此需要返回len(stack) == 1,来判断是否是有效的括号组合
复杂度分析
- 时间复杂度 O(N)O(N)：正确的括号组合需要遍历 11 遍 s；