【算法】LeetCode算法题-Valid Parentheses

这是悦乐书的第147次更新，第149篇原创

01 看题和准备

今天介绍的是LeetCode算法题中Easy级别的第6题（顺位题号是20），给定一个只包含字符'（'，'）'，'{'，'}'，'['和']'的字符串，确定输入字符串是否有效。输入的字符串必须使用相同类型的括号关闭左括号，并且以正确的顺序关闭左括号。如果输入空串，返回true。例如：

输入: "()"

输出: true

输入: "()[]{}"

输出: true

输入: "([)]"

输出: false

输入: "{[]}"

输出: true

本次解题使用的开发工具是eclipse，jdk使用的版本是1.8，环境是win7 64位系统，使用Java语言编写和测试。

02 第一种解法

利用字符串的替换方法。左括号和右括号必须一起出现，无论其里层还是外层有多少层，如"{()}","()"的外面有一层"{}"，或者"{}"的里层是"()"，将里面的"()"替换为空串，剩下"{}"再替换为空串，最后为空串，返回true。

public boolean isValid(String s) {
    boolean flag = false;
    if (s.isEmpty()) {
        return true;
    }
    String s2 = s;
    for (int i=0; i<s.length()/2; i++) {
        s2 = s2.replaceAll("\\(\\)", "");
        s2 = s2.replaceAll("\\{\\}", "");
        s2 = s2.replaceAll("\\[\\]", "");
        if (s2.length() == 0) {
            return true;
        }
    }
    return flag;
}

03 第二种解法

利用栈后进先出的特点。将左括号开头的字符依次存入栈中，遇到右括号时，从栈中取出进栈的数据，如果是一对左右括号，继续循环，反之返回false。

字符串"{()}"，将其拆分为四个字符'{'，'('，')'，'}'，第1次循环进栈字符是'{'，第2次循环进栈字符是'('，第三次循环遇到右括号')'，从栈中取出数据'('，判断是否为一对。依次往后循环判断。

public boolean isValid2(String s) {
    Stack<Character> pare_stack = new Stack<Character>();
    for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
        char c = s.charAt(i);
        switch(c) {
        case '(':
        case '[':
        case '{':
            pare_stack.push(c);
            break;
        case ')' :
                if (pare_stack.isEmpty()) {
                    return false;
                } else {
                    if (pare_stack.pop() == '(') {
                        break;
                    } else {
                        return false;
                    }
                }
        case ']' :
                if (pare_stack.isEmpty()) {
                    return false;
                } else {
                    if (pare_stack.pop() == '[') {
                        break;
                    } else {
                        return false;
                    }
                }
        case '}' :
                if (pare_stack.isEmpty()) {
                    return false;
                } else {
                    if (pare_stack.pop() == '{') {
                        break;
                    } else {
                        return false;
                    }
                }
        }
    }
    return pare_stack.isEmpty();
}

04 第三种解法

利用数组。遇到左括号，将右括号放进数组；遇到右括号，取数组最后一位匹配，匹配上则删除数组最后一位元素继续循环，匹配不上则返回false。

public boolean isValid3(String s) {
    List<String> nextClose = new ArrayList<>();
    if (s.length() == 0) {
        return true;
    }
    if (")]}".indexOf(s.charAt(0)) != -1) {
        return false;
    }
    for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
        try {
            switch (s.charAt(i)) {
            case '(':
                nextClose.add(")");
                break;
            case '[':
                nextClose.add("]");
                break;
            case '{':
                nextClose.add("}");
                break;
            case ')':
                if (nextClose.get(nextClose.size() - 1) != ")") {
                    return false;
                } else {
                    nextClose.remove(nextClose.size() - 1);
                }
                break;
            case ']':
                if (nextClose.get(nextClose.size() - 1) != "]") {
                    return false;
                } else {
                    nextClose.remove(nextClose.size() - 1);
                }
                break;
            case '}':
                if (nextClose.get(nextClose.size() - 1) != "}") {
                    return false;
                } else {
                    nextClose.remove(nextClose.size() - 1);
                }
                break;
            }
        } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
            return false;
        }
    }
    return nextClose.size() == 0;
}

05 小结

此题解法远不止上面这三种，如果大家有什么好的解法思路、建议或者其他问题，可以下方留言交流，点赞、留言、转发就是对我最大的回报和支持！

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