20.有效的括号
题目
给定一个只包括 '('，')'，'{'，'}'，'['，']' 的字符串，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。
注意空字符串可被认为是有效字符串。
思路
运用栈的思想，将左半边的符号压入栈中，只要遇到右半边与之对应的符号，就将其出栈。最终，只要两边完全抵消，就表明括号都是一一对应的，也就是有效的。
- 初始化栈stack
- 依次处理表达式的每个括号。
- 如果遇到左半边括号，推入栈中，稍后处理。
- 如果遇到右半边的括号，检查栈顶的元素是否为对应的左半边括号，如果是，就弹出栈，不是的话，直接无效。
- 最后的最后，如果栈中还有残留，说明表达式存在无效的括号。
代码实现
package leetcode.pac20;
import java.util.HashMap;
import java.util.Stack;
/**
* @auther Summerday
*/
public class ValidBrackets {
public static void main(String[] args) {
ValidBrackets validBrackets = new ValidBrackets();
String testString = "(((";
System.out.println(validBrackets.isValid(testString));
}
private HashMap<Character, Character> mappings;
public ValidBrackets() {
this.mappings = new HashMap<Character, Character>();
this.mappings.put(')', '(');
this.mappings.put(']', '[');
this.mappings.put('}', '{');
}
public boolean isValid(String s) {
//初始化栈
Stack<Character> stack = new Stack<Character>();
for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
char c = s.charAt(i);
//如果遇到右半边的括号的话
if (this.mappings.containsKey(c)) {
//取栈顶元素，如果栈为空，给栈顶元素暂时赋值，不然后面会出现
//EmptyStackException
char topElement = stack.empty() ? '#' : stack.pop();
//栈顶元素和匹配值不相符，直接返回错误
if (topElement != this.mappings.get(c)) {
return false;
}
} else {
//如果没有遇到右半边的括号，将左半边入栈
stack.push(c);
}
}
//两边完全抵消，即为有效符号
return stack.isEmpty();
}
}
复杂度分析
- 时间复杂度：O(n)，因为每次只遍历字符串中的一个字符并在栈上进行O(1)的推入和推出操作。n为字符串的字符数量。
- 空间复杂度：O(n),最糟糕的情况，就是全部都是左半边括号，一直往里推，最终把所有的都推进去。同样地，n为左半边的符号的最大数量。