问题描述

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

核心思路

我们遍历给定的字符串 s。当我们遇到一个左括号时,我们会期望在后续的遍历中,有一个相同类型的右括号将其闭合。由于后遇到的左括号要先闭合,因此我们可以将这个左括号放入栈顶。

当我们遇到一个右括号时,我们需要将一个相同类型的左括号闭合。此时,我们可以取出栈顶的左括号并判断它们是否是相同类型的括号。如果不是相同的类型,或者栈中并没有左括号,那么字符串 s 无效,返回 False。为了快速判断括号的类型,我们可以使用哈希表存储每一种括号。哈希表的键为右括号,值为相同类型的左括号。

在遍历结束后,如果栈中没有左括号,说明我们将字符串 s 中的所有左括号闭合,返回 True,否则返回 False。

实现要点

注意到有效字符串的长度一定为偶数,因此如果字符串的长度为奇数,我们可以直接返回 False,省去后续的遍历判断过程。

code

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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();
}
};
  • 时间复杂度:O(n)O(n),其中 n 是字符串 s 的长度。

  • 空间复杂度:O(n+Σ)O(n+∣Σ∣),其中 Σ 表示字符集,本题中字符串只包含 6 种括号,Σ=6∣Σ∣=6。栈中的字符数量为 O(n)O(n),而哈希表使用的空间为 O(Σ)O(∣Σ∣),相加即可得到总空间复杂度。