LeetCode题解之有效的括号(栈)

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前言

说完了链表，我们再看看栈。

理解栈

栈是什么，很金典的比喻就是把 栈 比喻成叠盘子，一个个叠上去，然后拿的时候会先拿最上面的，也就是最后叠上去的那个。

先进者后出、后进者先出，这就是栈结构。

实际应用

那么栈在实际应用中有什么场景呢?

可太多了，比如Activity中的任务栈，编译器实现方法表达式，浏览器的前进后退。

这里拿浏览器的前进后退做例子。

• 在浏览器中，每打开一个页面，就把这个页面入栈，然后点击后退的时候就将页面出栈。这是不是挺像Activity页面的任务栈的。
• 如果有前进功能，那么就再需要一个栈，当点击后退的时候，就把页面从A栈出，然后进入B栈，这样点击前进的时候，就能从B栈重新回到A栈了。

1)浏览网页，每打开一个网页就入栈A。比如这里打开了网页M和网页N。

2)点击后退，网页N出栈A，入栈B。

3)点击前进，网页N出栈B，入栈A。

Java中的栈类

在Java中，栈的对应类为Stack。

//初始化栈 
Stack<String> stack =new Stack<String>(); 
 
//入栈 
stack.push("test"); 
 
//出栈，返回出栈的元素 
String str=stack.pop(); 

算法题

还是老样子，来一题栈相关的算法题。

题目

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 1：输入：s = "()" 输出：true

示例 2：输入：s = "()[]{}" 输出：true

示例 4：输入：s = "([)]" 输出：false

示例 5：输入：s = "{[]}" 输出：true

解法

解法就是利用栈了。

遇到左括号入栈，遇到右括号就把相应的左括号出栈，如果右括号和要出栈的这个元素不一致，就说明括号没有成对。

关于左括号和右括号的对应关系，可以用HashMap来存储，来一起看看：

public boolean isValid(String s) { 
        int n = s.length(); 
        if (n % 2 == 1) { 
            return false; 
        } 
 
        Map<Character, Character> pairs = new HashMap<Character, Character>() {{ 
            put(')', '('); 
            put(']', '['); 
            put('}', '{'); 
        }}; 
        Deque<Character> stack = new LinkedList<Character>(); 
        for (int i = 0; i < n; i++) { 
            char ch = s.charAt(i); 
            if (pairs.containsKey(ch)) { 
                if (stack.isEmpty() || stack.peek() != pairs.get(ch)) { 
                    return false; 
                } 
                stack.pop(); 
            } else { 
                stack.push(ch); 
            } 
        } 
        return stack.isEmpty(); 
    } 

也有比较灵活的办法，就是入栈的时候就确定好括号的对应关系，直接入栈左括号对应的右括号。

public boolean isValid(String s) { 
        if(s.isEmpty()) 
            return true; 
        Stack<Character> stack=new Stack<Character>(); 
        for(char c:s.toCharArray()){ 
            if(c=='(') 
                stack.push(')'); 
            else if(c=='{') 
                stack.push('}'); 
            else if(c=='[') 
                stack.push(']'); 
            else if(stack.empty()||c!=stack.pop()) 
                return false; 
        } 
        if(stack.empty()) 
            return true; 
        return false; 
    } 

时间复杂度

需要遍历字符串，所以时间复杂度为 O(n)

空间复杂度

栈的字符数量最大为n，Map数量为3，所以空间复杂度就是O(n)

参考

https://time.geekbang.org/column/article/41222

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