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
思路:
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
如果 i 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 i 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。此时当 stack 为空且 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。
python:
class Solution:def isValid(self, s: str) -> bool:dic={"{":"}","(":")","[":"]","?":"?"}# 创建一个列表,用作栈,加入一个?,为了防止字符串第一个元素为)时,执行stack.pop()报错stack=["?"]for i in s:if i in dic:stack.append(i)elif dic[stack.pop()]!=i:return False# 1、若字符串符合要求(栈中的所有括号都匹配成功了),那最后只剩下?,这时len(stack)==1的结果就是True# 2、若字符串不符合要求,会跳出for循环,最后一个字符为左括号,stack中剩下("?",做括号),这时len(stack)==1的结果就是Falsereturn len(stack)==1
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。