【刷穿 LeetCode】20. 有效的括號（簡單）

阿新 • • 發佈：2021-02-14

技術標籤：LeetCode 題解演算法與資料結構刷穿 LeetCode 字串演算法資料結構 java leetcode

題目描述

給定一個只包括 ‘(’，’)’，’{’，’}’，’[’，’]’ 的字串，判斷字串是否有效。

有效字串需滿足：

左括號必須用相同型別的右括號閉合。
左括號必須以正確的順序閉合。

注意空字串可被認為是有效字串。

示例 1:

輸入: "()"
輸出: true

示例 2:

輸入: "()[]{}"
輸出: true

示例 3:

輸入: "(]"
輸出: false

示例 4:

輸入: "([)]"
輸出: false

示例 5:

輸入: "{[]}"
輸出: true

棧 + 雜湊表解法

這是道模擬題，同一型別的括號，一個右括號要對應一個左括號。

不難發現可以直接使用 棧 來解決：

class Solution {
    HashMap<Character, Character> map = new HashMap<Character, Character>(){{
        put(']', '[');
        put('}', '{');
        put(')', '(');
    }};
    public boolean isValid 
(String s) {
        Deque<Character> d = new ArrayDeque<>();
        for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
            char c = s.charAt(i);
            if (c == '(' || c == '{' || c == '[') {
                d.addLast(c);
            } else {
                if (!d.isEmpty() && 
 d.peekLast() == map.get(c)) {
                    d.pollLast();
                } else {
                    return false;
                }
            }
        }
        return d.isEmpty();
    }
}

時間複雜度：對字串 s 掃描一遍。複雜度為 O ( n ) O(n) O(n)
空間複雜度：使用的雜湊表空間固定，不隨著樣本數量變大而變大。複雜度為 O ( 1 ) O(1) O(1)

注意：三葉使用了 Deque 雙端佇列來充當棧，而不是 Stack，這也是 JDK 推薦的做法。建議所有的 Java 同學都採用 Deque 作為棧。

不使用 Stack 的原因是 Stack 繼承自 Vector，擁有了動態陣列的所有公共 API，並不安全，而且 Stack 還犯了面向物件設計的錯誤：將組合關係當成了繼承關係。

棧 + ASCII 差值解法

我們也可以利用 "()"、"{}" 和 "[]" 的左右部分在 ASCII 值上比較接近的事實。

( 和 ) 分別對應 -7 和 -8；[ 和 ] 分別對應 43 和 45；{ 和 } 分別對應 75 和 77。

也就是同類型的左右括號，相差不超過 2 ，同時不同型別的左右括號，相差大於 2。

利用此特性，我們可以節省一個雜湊表：

class Solution {
    public boolean isValid(String s) {
        Deque<Integer> d = new ArrayDeque<>();
        for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
            char c = s.charAt(i);
            int u = c - '0';
            if (c == '(' || c == '{' || c == '[') {
                d.addLast(u);
            } else {
                if (!d.isEmpty() && Math.abs(d.peekLast() - u) <= 2) {
                    d.pollLast();
                } else {
                    return false;
                }
            }
        }
        return d.isEmpty();
    }
}