20. 有效的括号

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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：

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。
3. 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

提示：

• 1 <= s.length <= 104
• s 仅由括号 '()[]{}' 组成

解法

方法一：栈

遍历括号字符串 \(s\)，遇到左括号时，压入当前的左括号；遇到右括号时，弹出栈顶元素（若栈为空，直接返回 false），判断是否匹配，若不匹配，直接返回 false。

也可以选择遇到左括号时，将右括号压入栈中；遇到右括号时，弹出栈顶元素（若栈为空，直接返回 false），判断是否是相等。若不匹配，直接返回 false。

两者的区别仅限于括号转换时机，一个是在入栈时，一个是在出栈时。

遍历结束，若栈为空，说明括号字符串有效，返回 true；否则，返回 false。

时间复杂度 \(O(n)\)，空间复杂度 \(O(n)\)。其中 \(n\) 为括号字符串 \(s\) 的长度。

Python3

class Solution:
    def isValid(self, s: str) -> bool:
        if len(s) % 2 == 1:
            return False
        
        pairs = {
            ")": "(",
            "]": "[",
            "}": "{",
        }
        stack = list()
        for ch in s:
            if ch in pairs:
                if not stack or stack[-1] != pairs[ch]:
                    return False
                stack.pop()
            else:
                stack.append(ch)
        
        return not stack

C++

class Solution {
public:
    bool isValid(string s) {
        int n = s.size();
        if (n % 2 == 1) {
            return false;
        }

        unordered_map<char, char> pairs = {
            {')', '('},
            {']', '['},
            {'}', '{'}
        };
        stack<char> stk;
        for (char ch: s) {
            if (pairs.count(ch)) {
                if (stk.empty() || stk.top() != pairs[ch]) {
                    return false;
                }
                stk.pop();
            }
            else {
                stk.push(ch);
            }
        }
        return stk.empty();
    }
};