LeetCode 32最长有效括号(困难)

简介: 给定一个只包含 ‘(’ 和 ‘)’ 的字符串,找出最长的包含有效括号的子串的长度。

题目描述



给定一个只包含 ‘(’ 和 ‘)’ 的字符串,找出最长的包含有效括号的子串的长度。

示例 1:


输入: “(()”

输出: 2

解释: 最长有效括号子串为 “()”


示例 2:

输入: “)()())”

输出: 4

解释: 最长有效括号子串为 “()()”


分析

再看这题之前,咱们回顾一下前面刷过的题。力扣20有效的括号


20200926121454545.png


分析



这种题核心思想就是使用栈模拟。本题的话更简单一点因为只有()两种括号,只有两个东西的话很多时候可以省略很多内容。在使用暴力的时候就可以循环每次找到最长的有效括号。而括号匹配的时候可以直接终止的情况是当前多个)右括号。例如())(到第三个不可能和前面相连,而如果来(只需要期待后面能够来)。一个)可以和一个(组成一对,消除栈中的一个(


当然,在具体的实现上,我们用数组模拟栈,实现代码为:


public  int longestValidParentheses(String s) {
  char str[]=s.toCharArray();//字符数组
  int max=0;
  for(int i=0;i<str.length-1;i++)
  {
    int index=-1;
    if(max>=str.length-i)
      break;
    for(int j=i;j<str.length;j++)
    {
      if(str[j]=='(')
        index++;
      else {
        if(index<0)
        {
          i=j;
          break;
        }
        else {
          index--;
        }
      }
      if(index==-1&&(j-i+1>max))
      {
        max=j-i+1;
      }
    }
  } 
  return max;
   }


尽管有一些地方有优化空间,比如剪枝把各种不可能的给剪掉,但整个算法还是太复杂,算法的复杂度为O(n2).并且只击败5%的人,所以在这方面宣告算法宣告失败:


2020092613455176.png

其实这个暴力是昨晚睡觉前过的, 因为我看到困难级别我在刷的时候用暴力过了好歹我也是过了,过了之后上床之后我就在想怎么去优化这道题。


在今天早上的时候用笔画了画想了想成功攻破该题(看不懂不要紧,下面给你慢慢讲):


20200926150413845.png


如何将这道题从一个O(n2)的时间复杂度优化到O(n)?很容易, 我们需要注意他的过程。我们先随便看几个可能的最大情况。


( ) ) ( ) ( ( ) ( ) ) 最大为后面部分

( ) ( ) ( ( ( ) 最大为前面部分

( ( ( ( ( ( ) ( ) ( ) ( ) 最大为后面部分


对于这么一次获取你会发现不同括号会有些区别:


(:左括号一旦出现那么他就期待一个)进行匹配,但它的后面可能有)并且在这中间有很多其他括号对。


):右扩号有两种情况:


  • 一种是当前已经超过左括号前面已经不可能连续了。例如( ) ) ( )第三个括号出现已经使得整个串串不可能连续,最大要么在其左面要么再其右面。 你可以理解其为一种清零初始机制。
  • 另一种情况)就是目标栈中存在(可与其进行匹配。匹配之后要叠加到消除后平级的数量上,并且判断是否是最大值。(下面会解释)


具体实现的思路上,就是使用一个int数组标记当前层级(栈深)有正确的括号数量。 模拟一次栈行为从左向右,遇到)太多(当前栈中不存在(进行匹配)就将数据清零重新开始。这样一直到最后。你可以把它看成台接,遇到(就上一个台阶并清零该新台阶,遇到)就下一个台阶并且把数量加到下降后的台阶上。具体可以看下面图片模拟呃过程:

( ) ( ( ) ( ) ( ( ) ) )


20200926204106127.png


仔细看看这张图,具体实现代码为:


 public static int longestValidParentheses(String s) {
    int max=0;  
    int value[]=new int[s.length()+1];
    int index=0;
    for(int i=0;i<s.length();i++)
    {
      if(s.charAt(i)=='(')
      {
        index++;
        value[index]=0;
      }
      else {//")"
        if(index==0)
        {
          value[0]=0;
        }
        else {
            value[index-1]+=value[index--]+2;//叠加
            if(value[index]>max)//更新
              max=value[index];
        }
      }
    }
    return max;
    }


20200926204540756.png

好啦,这个O(n)的复杂度还行,至于其他解法也没研究有空可以看看。这次打卡就结束啦,如果有兴趣的欢迎关注公众号bigsai 回复进群,加入打卡!一起刷题。

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