【手绘算法】力扣 20 有效的括号(Valid Parentheses)

简介: Hi,大家好,我是Tom。一个美术生转到Java开发的程序员。今天给大家分享的是力扣题第20题,有效的括号。在解题过程中,也会手写一些伪代码。当然,如果想要完整的源码的话,可以到我的个人主页简介中获取。这道题呢比较简单,但是曾经成为B站的算法面试题,而且通过率只有44.5%。

Hi,大家好,我是Tom。一个美术生转到Java开发的程序员。今天给大家分享的是力扣题第20题,有效的括号。在解题过程中,也会手写一些伪代码。当然,如果想要完整的源码的话,可以到我的个人主页简介中获取。


这道题呢比较简单,但是曾经成为B站的算法面试题,而且通过率只有44.5%。

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1、题干分析

首先,我们还是来分析一下这道题的题干。

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它说,给定你一个只包括圆括号、花括号或者方括号的这么一个字符串,让你判断这个字符串是否有效。那这个字符串有效需要满足什么条件呢?

第一个条件是:左括号必须要有相同类型的右括号闭合。什么意思呢?就是它必须是一个有效的括号,比如说这样 ( )是一个有效的括号,那这样 ) ( 就不是一个有效的括号,当然,这样 ( ] 也不是一个有效的括号。

第二个条件是:左括号必须以正确的顺序闭合,那也就是跟上面描述的意思相同。

第三个条件是:说每个右括号都应该有一个相同类型的左括号对应。跟上面的意思也一样。

官方呢,也给了几个示例,我们来看一下:

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输入左圆括号和右圆括号,输出结果为 true ,那么输入 左圆括号 和 右方括号,输出结果为 false。

对于这道题呢,它是为压栈这种方法而设计的。所以,我今天这道题呢,我给大家只讲一种解法,也就是压栈法求解。

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2、压栈法求解

接下来,老规矩,我们先来看用压栈法求解的解题思路。假设我们输入这样一个字符串(( )) [ ] ,一对圆括号中包含一对圆括号,然后外加一对方括号,我们一眼看上去显然是一对有效的括号。但是我们人能够一眼识别出来是有效的,不代表程序一眼就能看出来。所以,我们得有一个算法告诉我们的程序,如何来判断括号是有效的。

在这里,我们可以准备一个栈来做辅助。首先,我们需要从头到尾遍历一次这个字符串中的字符。在遍历的过程中,我们只要发现它是左边的括号(不管它是圆括号、花括号还是方括号,只要是左边的括号)就把它push到栈里来,这叫压栈。

比如说,我们往下遍历第一个是左圆括号,把它push到栈里来,第二个还是左圆括号,继续把它push到栈里面来。

再往下移发现是右圆括号,那这个时候我们应该怎么办呢?我们回顾一下,栈有什么特点?先入后出的特点,那我们来看,第一个进来的是左圆括号,压在栈底。第二个进来的也是左圆括号,目前压在栈顶。那如果我现在pop这个栈的话,第一个出来的应该最后push进来的值。

所以,我们遇到右括号,就把栈顶的值pop出来,那这个时候,我们发现右圆括号和栈顶的左圆括号是能够匹配的。于是,我们的遍历就可以接着往下走,继续拿到的值为右圆括号,这个时候我要继续pop这个栈,此时,取出的值为左圆括号,正好又能和右圆括号匹配。

于是,我们的遍历就继续往下走,继续拿到的值为左方括号,此时,我们就压栈。而这个时候,栈里面的全部已经pop完了,所以,左方括号这个时候又压到了栈底。

然后,继续放下遍历。我们又得到了一个右括号。遇到右括号要pop这个栈,此时,取出的值为左方括号,正好能跟右方括号匹配上。

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前面的每一步遍历都成功匹配了,直到遍历完成。那么最后,我们只需要判断这个栈是不是为空,如果为空,说明所有括号都是有效匹配,返回为true。

比如说,我们是输入是这个字符串后面再加一个花括号。那这个时候遍历完成的时候,发现栈中值不为空,栈的花括号没有可以跟它匹配值了,这个时候就应该返回false。

当然,如果遇到右括号,从栈中pop出来的值不能和右括号匹配的,就直接终止遍历返回false,因为,再往下遍历已经没有意义了。

所以说,有效的括号它们都是情侣,要成双成对地出现,不会有多余的单身狗,也不会有不同类型括号谈恋爱,比如小倩和宁采臣,人妖相恋也不符合人伦。

下面来看一下压栈法解法的伪代码。

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以上就是我关于有效的括号这道题的解题思路分享。这道题的算法很简单,主要是考核栈这种数据结构,当遇到左括号的时候,就做压栈操作,遇到右括号的时候,就将栈顶的元素做出栈操作,并且判断是否匹配。


我是被编程耽误的文艺Tom,如果我的分享对你有帮助,请动动手指一键三连分享给更多的人。关注我,面试不再难!


附:完整源码地址:

GitHub

https://github.com/gupaoedu-tom/exercise-leetcode/blob/main/src/main/java/com/gupaoedu/exercise/leetcode/ValidParentheses.java

GitEE

https://gitee.com/gupaoedu-tom/exercise-leetcode/blob/main/src/main/java/com/gupaoedu/exercise/leetcode/ValidParentheses.java

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