图解算法——括号匹配

1. 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。
 

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/valid-parentheses
著作权归领扣网络所有。商业转载请联系官方授权，非商业转载请注明出处。

2.示例

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

示例4：

输入：s = "([)]"
输出：false

示例5：

输入：s = "{[]}"
输出：true

3..提示：

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

4. 解题思路：

由提示可知，s 仅由括号 '()[]{}' 组成，故s中最多只有可能有六种字符元素。

此题目是看字符串中是否满足符号匹配问题，所以我们来思考一个问题，就是什么情况下回返回true，什么情况下还会返回false？

但是若想满足题目条件并返回true，那么有个必要条件就是s 中的元素个数为偶数。为什么呢？你想，如果s 正好匹配，那么是不是肯定是一对一对的匹配成功才行，否则有一个多余的，那怎么也不可能返回true，你说对吧？

好，接下来再看一个问题是：什么情况下匹配错误。

从示例中看，当出现符号交叉时才会出现false，如：[ { ] }。

而且匹配时，都是从左侧最近的元素进行匹配，用数组的下标来解释就是：当匹配第5个字符元素时，要看第4 个字符元素是否和其匹配，而不是看前面的字符。

所以，我们可以用一个栈来存储字符串中的每一个元素，然后遍历时，每次取栈顶的元素与下一个遍历到的字符进行匹配，

如果匹配成功就将栈顶元素pop弹出；

如果匹配失败就将该元素放入栈中；

最后遍历完成后，判断栈是否为空即可。

class Solution {
    public boolean isValid(String s) {
        int n = s.length();
        if((n&1) == 1){
            return false;
        }
        Stack stack = new Stack();
        char[] chs =  s.toCharArray();
        stack.push(chs[0]); 
        for(int i = 1; i<n; i++){
            char top = '0';
            if(!stack.isEmpty()){
                top = (char)stack.peek();
            }
            if((chs[i] == '}' && top == '{') 
                || (chs[i] == ')' && top == '(') 
                || (chs[i] == ']' && top == '[')){
                stack.pop();
            }else{
                stack.push(chs[i]);
            }
        }
        return stack.isEmpty();
     }
}

还有一个思路是：

用栈存放元素，用hashmap来存放映射关系，即“）” 映射“（”，“]”映射“[”，“}”映射“{”。

然后遍历字符串中每一个字符，获取当前字符，通过map是否包含来判断是否是右符号：

如果是，再判断栈是否为空或者栈顶元素是否和当前字符匹配：

　　如果不匹配就返回false；

　　如果匹配就弹出栈顶元素；

如果不是，则说明是左侧符号，即入栈。

租后判断栈是否为空。

        int n = s.length();
        if((n&1) == 1){
            return false;
        }
        Stack stack = new Stack();
        Map<Character,Character> map = new HashMap<>();
        map.put('}','{');
        map.put(')','(');
        map.put(']','[');
        for(int i = 0; i<n; i++){
            char cur = s.charAt(i);
            if(map.containsKey(cur)){
                if(stack.isEmpty() || stack.peek()!=map.get(cur)){
                    return false;
                }
                stack.pop();
            }else{
                stack.push(cur);
            }
        }
        return stack.isEmpty();     

5、附录：

最后附上我的leetcode提交过程：

我先是按照第一个思路（去掉奇偶判断）来写的，用了2cms，击败的人数比较少。后来按照思路二击败的就比较多了，但还有一部分。

第一个思路加上奇偶判断后，神了，击败99%+，而且耗时也由2ms变为了1ms。OH， My God! Go fighting!

Over..........