栈和队列OJ题:LeetCode--20.有效的括号

简介: 栈和队列OJ题:LeetCode--20.有效的括号:详细题解以及图解和完整代码

朋友们、伙计们,我们又见面了,今天给大家带来的是LeetCode--20.有效的括号

数 据 结 构 专 栏:数据结构

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LeetCode 专  栏 :LeetCode刷题训练营

LeetCode--20.有效的括号:https://leetcode.cn/problems/valid-parentheses/

目录

1.题目介绍

2.实例演示

3.解题思路


1.题目介绍

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。

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2.实例演示

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3.解题思路

本道题最简单有效的方法就是使用栈来进行解题,如果你不了解栈可以看看我的这篇博客:数据结构:栈和队列

因为栈是先入后出,因此这样就保证了括号匹配时都是与最近的括号进行匹配,我们可以先创建一个栈,然后遍历这个字符数组,然后将右括号入栈,然后使用左括号来进行一一的匹配,匹配成功之后再进行出栈,如果每一个右括号都有与之匹配的左括号,那么就返回true,如果匹配不成功就返回false,那么在这里要注意几个小小的细节:

1.如果没有右括号入栈,还使用左括号匹配,这时就可以不用匹配了,可以直接返回false。

2.假如s这个字符数组中只有一个右括号,那么还需要在最后检测一下栈,如果栈不为空,那么就证明还有右括号没有匹配成功,因为如果匹配成功就会出栈,所以我们可以设定一个bool的检测值,将这个检测值作为最后的返回值。

正常情况:

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特殊情况1:

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特殊情况2:

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代码演示:

//动态栈
typedef int STDataType;
typedef struct Stack
{
  STDataType* a;
  int top;        //栈顶
  int capacity;  //栈的容量
}Stack;
//对栈的初始化
void StackInit(Stack* pst);
//入栈
void StackPush(Stack* pst, STDataType x);
//出栈
void StackPop(Stack* pst);
//获取栈顶元素
STDataType StackTop(Stack* pst);
//获取栈中的有效元素的个数
int StackSize(Stack* pst);
//检测栈是否为空
bool StackEmpty(Stack* pst);
//销毁栈
void StackDestroy(Stack* pst);
//对栈的初始化
void StackInit(Stack* pst)
{
  assert(pst);
  pst->a = NULL;
  //top为-1时,插入一个数据之后top指向的是刚刚插入数据的位置
  //pst->top = -1     
  //top为0时,插入一个数据之后top指向的是刚刚插入数据后面的位置
  pst->top = 0;
  pst->capacity = 0;
}
//入栈
void StackPush(Stack* pst, STDataType x)
{
  assert(pst);
  //检测容量
  if (pst->top == pst->capacity)
  {
    int NewCapacity = pst->capacity == 0 ? 4 : 2 * pst->capacity;
    //当pst->a为NULL时执行的功能是和malloc一样
    STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(pst->a, sizeof(STDataType) * NewCapacity);
    if (tmp == NULL)
    {
      perror("realloc fail");
      return;
    }
    pst->a = tmp;
    pst->capacity = NewCapacity;
  }
  //入栈
  pst->a[pst->top] = x;
  pst->top++;
}
//出栈
void StackPop(Stack* pst)
{
  assert(pst);
  //判断栈是否为空
  assert(!StackEmpty(pst));
  //出栈
  pst->top--;
}
//获取栈顶元素
STDataType StackTop(Stack* pst)
{
  assert(pst);
  assert(!StackEmpty(pst));
  //top指向的是栈顶的下一个位置的元素
  return pst->a[pst->top - 1];
}
//获取栈中的有效元素的个数
int StackSize(Stack* pst)
{
  assert(pst);
  return pst->top;
}
//检测栈是否为空
bool StackEmpty(Stack* pst)
{
  assert(pst);
  /*if (pst->top == 0)
  {
    return true;
  }
  else
  {
    return false;
  }*/
  return pst->top == 0;
}
//销毁栈
void StackDestroy(Stack* pst)
{
  assert(pst);
  //释放
  free(pst->a);
  pst->a = NULL;
  //重置为0
  pst->top = pst->capacity = 0;
}
bool isValid(char* s) {
  Stack st;
  StackInit(&st);
  while (*s)
  {
    //右括号入栈
    if (*s == '('
      || *s == '{'
      || *s == '[')
    {
      StackPush(&st, *s);
    }
    //左括号进行匹配
    else
    {
      //如果没有右括号插入可以直接返回假
      if (StackEmpty(&st))
      {
        //返回前先要销毁
        StackDestroy(&st);
        return false;
      }
      //保存栈顶的数据
      char tmp = StackTop(&st);
      //再出栈
      StackPop(&st);
      //进行匹配
      //匹配不成功的话就返回假
      //匹配成功的话继续匹配后面的
      if ((*s == '}' && tmp != '{')
        || *s == ')' && tmp != '('
        || *s == ']' && tmp != '[')
      {
        StackDestroy(&st);
        return false;
      }
    }
    //迭代
    s++;
  }
  //检测栈中是否还有未匹配成功的右括号
  bool ret = StackEmpty(&st);
  StackDestroy(&st);
  return ret;
}
image.gif

今天的博客就分享到这里,喜欢的老铁留下你的三连,感谢感谢!我们下期再见!!

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