[LeetCode] 1963. Minimum Number of Swaps to Make the String Balanced

You are given a 0-indexed string s of even length n. The string consists of exactly n / 2 opening brackets '[' and n / 2 closing brackets ']'.

A string is called balanced if and only if:

• It is the empty string, or
• It can be written as AB, where both A and B are balanced strings, or
• It can be written as [C], where C is a balanced string.

You may swap the brackets at any two indices any number of times.

Return the minimum number of swaps to make s balanced.

Example 1:

Input: s = "][]["
Output: 1
Explanation: You can make the string balanced by swapping index 0 with index 3.
The resulting string is "[[]]".

Example 2:

Input: s = "]]][[["
Output: 2
Explanation: You can do the following to make the string balanced:
- Swap index 0 with index 4. s = "[]][][".
- Swap index 1 with index 5. s = "[[][]]".
The resulting string is "[[][]]".

Example 3:

Input: s = "[]"
Output: 0
Explanation: The string is already balanced.

Constraints:

• n == s.length
• 2 <= n <= 106
• n is even.
• s[i] is either '[' or ']'.
• The number of opening brackets '[' equals n / 2, and the number of closing brackets ']' equals n / 2.

使字符串平衡的最小交换次数。

给你一个字符串 s ，下标从 0 开始 ，且长度为偶数 n 。字符串 恰好 由 n / 2 个开括号 '[' 和 n / 2 个闭括号 ']' 组成。

只有能满足下述所有条件的字符串才能称为 平衡字符串 ：

字符串是一个空字符串，或者
字符串可以记作 AB ，其中 A 和 B 都是 平衡字符串 ，或者
字符串可以写成 [C] ，其中 C 是一个 平衡字符串 。
你可以交换 任意 两个下标所对应的括号 任意 次数。

返回使 s 变成 平衡字符串 所需要的 最小 交换次数。

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/minimum-number-of-swaps-to-make-the-string-balanced
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这道题我给出两种思路。

第一种思路涉及到stack + 贪心。这里我需要一个stack，stack里面放的永远是左括号。当我遇到左括号的时候我都无条件放入stack；当我遇到右括号的时候，如果此时栈不为空同时栈顶元素是左括号，那么我就stack.pop()，意思是我就把这一对括号配对了。但是如果栈为空同时当前是一个右括号的话，我就知道我一定要 swap 这个右括号了，否则结果就错了。所以我会把当前这个单独的右括号变为左括号再入栈。

时间O(n)

空间O(n)

Java实现

class Solution {
    public int minSwaps(String s) {
        Stack<Character> stack = new Stack<>();
        int swap = 0;
        for (char c : s.toCharArray()) {
            if (c == '[') {
                stack.push(c);
            } else {
                if (!stack.isEmpty() && stack.peek() == '[') {
                    stack.pop();
                } else if (stack.isEmpty()) {
                    swap++;
                    stack.push('[');
                }
            }
        }
        return swap;
    }
}

第二种思路类似第一种，但是找的东西的定义略有区别。首先我创建一个变量 size 记录需要swap的括号个数。我们还是照着配对的原则，如果当前我遇到一个左括号，我就 size++，意思是我需要找一个配对；如果我遇到一个右括号，同时当前 size 大于0的话（意思是前面有单独的左括号可供配对），我就 size--，这样就能配对了。最后返回的是需要配对的半括号 / 2。

时间O(n)

空间O(1)

Java实现

class Solution {
    public int minSwaps(String s) {
        int size = 0;
        for (char c : s.toCharArray()) {
            if (c == '[') {
                size++;
            } else {
                if (size > 0) {
                    size--;
                }
            }
        }
        return (size + 1) / 2;
    }
}

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