【LeetCode栈与队列#02】有效括号

有效括号

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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。

示例 1:

• 输入: "()"
• 输出: true

示例 2:

• 输入: "()[]{}"
• 输出: true

示例 3:

• 输入: "(]"
• 输出: false

示例 4:

• 输入: "([)]"
• 输出: false

示例 5:

• 输入: "{[]}"
• 输出: true

思路

一看就是用栈做的

只要遍历将字符串压栈，然后再出栈，如果和之前的字符串相比一致，那么说明可以配对

但是，题目的考察点在于：如何找出（模拟出）不匹配的情况

不匹配的情况

不管怎么组合，所有不匹配的情况都可以归类为以下三种：

1. 第一种情况，字符串里左方向的括号多余了 ，所以不匹配。

   

2. 第二种情况，括号没有多余，但是括号的类型没有匹配上。

   

3. 第三种情况，字符串里右方向的括号多余了，所以不匹配。

举一些例子：

)(属于情况3，即右括号多余，因为左边没有左括号与其对应

[(])属于情况2，即括号类型不匹配，虽然括号数量没有多也没有少

...等等还有很多，反正仔细去看都绕不开这三种情况

用栈模拟不匹配情况

显然我们是要遍历括号串，将其压入栈中的

注意，每次我们压栈的括号类型要与当前遍历到的相反，这样在出栈比对的时候就比较方便

如果不是很理解我就这么说吧

满足有效括号的括号串都是偶数个数，且两两对应

如果按上面的操作就会有以下效果

例如，一有效括号如：([])

======先看栈顶，没有与当前左括号匹配的，把相反方向括号压栈
↓
([])

栈
)

======先看栈顶，没有与当前左中括号匹配的，把相反方向括号压栈
 ↓
([])

栈
])

======先看栈顶，栈顶与当前右中括号匹配的，pop栈顶
  ↓
([])

栈
])

======先看栈顶，栈顶与当前右括号匹配的，pop栈顶
   ↓
([])

栈
)

//遍历结束，栈空，完全匹配，有效括号

以上就是栈在该问题中的使用方式

即在遍历结束时或过程中，通过栈的状态来判断括号串是否有效

实际上对应三种不匹配情况，栈的状态也会有三种

以上面的括号为例

动画如下：

第一种情况：已经遍历完了字符串，但是栈不为空，说明有相应的左括号没有右括号来匹配，所以return false

第二种情况：遍历字符串匹配的过程中，发现栈里没有要匹配的字符。所以return false

第三种情况：遍历字符串匹配的过程中，栈已经为空了，没有匹配的字符了，说明右括号没有找到对应的左括号return false

从这里可以看出，往栈压入相反方向括号的好处：能够与现有的括号进行比较

因为我们在压栈之前都要先判断当前遍历值与栈顶元素是否匹配，只有有效括号串能够在遍历结束时完全匹配（因为有效括号串是对称的）

代码

步骤：

（0、剪枝，如果括号串是奇数个数，直接false）

1、创建栈，遍历括号串遇到什么括号就把相反方向的括号push进栈

2、判定栈是否为空或者栈顶与当前遍历值不匹配，满足则返回false

3、遍历结束，判断当前栈内是否为空，为空则是有效括号，还有东西则表明没有完全匹配上，false

class Solution {
public:
    bool isValid(string s) {
        //剪枝
        if(s.size() % 2 != 0){
            return false;
        }

        //创建栈
        stack<char> st;
        //遍历括号串
        for(int i = 0; i < s.size(); ++i){
            if(s[i] == '('){
                st.push(')');
            }else if(s[i] == '['){
                st.push(']');
            }else if(s[i] == '{'){
                st.push('}');
            }else if(st.empty() || s[i] != st.top()){//遍历过程中栈空或者栈顶与当前遍历值不匹配
                return false;
            }else{//栈顶与当前遍历值相等，弹出栈顶值
                st.pop();
            }
        }
        return st.empty();//遍历完成，判断当前栈中是否还有元素剩余，没有就是有效括号
    }
};