06有效的括号

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

class Solution:
    def isValid(self, s: str) -> bool:
        dic = {'{': '}',  '[': ']', '(': ')', '?': '?'}
        stack = ['?']
        for c in s:
            if c in dic: stack.append(c)
            elif dic[stack.pop()] != c: return False 
        return len(stack) == 1

算法原理
栈先入后出特点恰好与本题括号排序特点一致,即若遇到左括号入栈,遇到右括号时将对应栈顶左括号出栈,则遍历完所有括号后 stack 仍然为空;
建立哈希表 dic 构建左右括号对应关系:keykey 左括号,valuevalue 右括号;这样查询 22 个括号是否对应只需 O(1)O(1) 时间复杂度;建立栈 stack,遍历字符串 s 并按照算法流程一一判断。

算法流程
如果 c 是左括号,则入栈 pushpush;
否则通过哈希表判断括号对应关系,若 stack 栈顶出栈括号 stack.pop() 与当前遍历括号 c 不对应,则提前返回 falsefalse。
提前返回 falsefalse

提前返回优点: 在迭代过程中,提前发现不符合的括号并且返回,提升算法效率。
解决边界问题:
栈 stack 为空: 此时 stack.pop() 操作会报错;因此,我们采用一个取巧方法,给 stack 赋初值 ?? ,并在哈希表 dic 中建立 key: '?',value:'?'key: ′? ′,value: ′? ′的对应关系予以配合。此时当 stack 为空且 c 为右括号时,可以正常提前返回false;
字符串 s 以左括号结尾: 此情况下可以正常遍历完整个 s,但 stack 中遗留未出栈的左括号;因此,最后需返回 len(stack) == 1,以判断是否是有效的括号组合。
复杂度分析

时间复杂度 O(N)O(N):正确的括号组合需要遍历 11 遍 s;
空间复杂度 O(N)O(N):哈希表和栈使用线性的空间大小。

来源:力扣(LeetCode)

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