有效括号入门题:使用栈能够解决超过一半的「有效括号」问题 ...

2021-03-12 10:37:58 浏览数 (1)

题目描述

这是 LeetCode 上的「20. 有效的括号」,难度为 Easy

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:

  1. 左括号必须用相同类型的右括号闭合。
  2. 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:

代码语言:javascript复制
输入: "()"
输出: true

示例 2:

代码语言:javascript复制
输入: "()[]{}"
输出: true

示例 3:

代码语言:javascript复制
输入: "(]"
输出: false

示例 4:

代码语言:javascript复制
输入: "([)]"
输出: false

示例 5:

代码语言:javascript复制
输入: "{[]}"
输出: true

栈 哈希表解法

这是道模拟题,同一类型的括号,一个右括号要对应一个左括号。

不难发现可以直接使用 来解决:

代码语言:javascript复制
class Solution {
    HashMap<Character, Character> map = new HashMap<Character, Character>(){{
        put(']', '[');
        put('}', '{');
        put(')', '(');
    }};
    public boolean isValid(String s) {
        Deque<Character> d = new ArrayDeque<>();
        for (int i = 0; i < s.length(); i  ) {
            char c = s.charAt(i);
            if (c == '(' || c == '{' || c == '[') {
                d.addLast(c);
            } else {
                if (!d.isEmpty() && d.peekLast() == map.get(c)) {
                    d.pollLast();
                } else {
                    return false;
                }
            }
        }
        return d.isEmpty();
    }
}
  • 时间复杂度:对字符串 s 扫描一遍。复杂度为
O(n)
  • 空间复杂度:使用的哈希表空间固定,不随着样本数量变大而变大。复杂度为
O(1)

注意:三叶使用了 Deque 双端队列来充当栈,而不是 Stack,这也是 JDK 推荐的做法。建议所有的 Java 同学都采用 Deque 作为栈。

不使用 Stack 的原因是 Stack 继承自 Vector,拥有了动态数组的所有公共 API,并不安全,而且 Stack 还犯了面向对象设计的错误:将组合关系当成了继承关系。

栈 ASCII 差值解法

我们也可以利用 "()""{}""[]" 的左右部分在 ASCII 值上比较接近的事实。

() 分别对应 -7 和 -8;[] 分别对应 43 和 45;{} 分别对应 75 和 77。

也就是同类型的左右括号,相差不超过 2 ,同时不同类型的左右括号,相差大于 2。

利用此特性,我们可以节省一个哈希表:

代码语言:javascript复制
class Solution {
    public boolean isValid(String s) {
        Deque<Integer> d = new ArrayDeque<>();
        for (int i = 0; i < s.length(); i  ) {
            char c = s.charAt(i);
            int u = c - '0';
            if (c == '(' || c == '{' || c == '[') {
                d.addLast(u);
            } else {
                if (!d.isEmpty() && Math.abs(d.peekLast() - u) <= 2) {
                    d.pollLast();
                } else {
                    return false;
                }
            }
        }
        return d.isEmpty();
    }
}
  • 时间复杂度:对字符串 s 扫描一遍。复杂度为
O(n)
  • 空间复杂度:
O(1)

最后

这是我们「刷穿 LeetCode」系列文章的第 No.20 篇,系列开始于 2021/01/01,截止于起始日 LeetCode 上共有 1916 道题目,部分是有锁题,我们将先将所有不带锁的题目刷完。

在这个系列文章里面,除了讲解解题思路以外,还会尽可能给出最为简洁的代码。如果涉及通解还会相应的代码模板。

为了方便各位同学能够电脑上进行调试和提交代码,我建立了相关的仓库:https://github.com/SharingSource/LogicStack-LeetCode。

「在仓库地址里,你可以看到系列文章的题解链接、系列文章的相应代码、LeetCode 原题链接和其他优选题解。」

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