今天要講的這道題是 bilibili 今年的筆試真題，也是一道關(guān)于棧的經(jīng)典面試題。

經(jīng)過前面文章的學(xué)習(xí)，我想很多朋友已經(jīng)看出來了，我接下來要寫的是一個(gè)關(guān)于「算法圖解」的系列文章，中間可能會穿插少量的其他類型的文章，但「算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)」會是我今年文章輸出的重點(diǎn)內(nèi)容。

我在寫這個(gè)算法系列的時(shí)候會注意兩個(gè)問題：

• 保證算法的解題思路大家都能看懂，因此我會以圖片的形式進(jìn)行思路講解，這樣更直觀、更易于理解；
• 在介紹完一個(gè)知識點(diǎn)之后，會進(jìn)行大量的練習(xí)，以鞏固所學(xué)的內(nèi)容，比如當(dāng)我講完「棧」結(jié)構(gòu)之后，我會圍繞著「棧」做一系列的經(jīng)典面試題練習(xí)。

學(xué)習(xí)算法最關(guān)鍵的是掌握解題的思路，只要思路對了，編寫代碼只是時(shí)間的問題。

我們先來回顧一下往期關(guān)于「棧」的內(nèi)容：

• 《動圖演示：手?jǐn)]堆棧的兩種實(shí)現(xiàn)方法！》
• 《JDK 竟然是這樣實(shí)現(xiàn)棧的？》
• 《鏈表反轉(zhuǎn)的兩種實(shí)現(xiàn)方法，后一種擊敗了100%的用戶！》
• 《算法圖解：如何找出棧中的最小值？》

那么接下來，我們就進(jìn)入今天的正式內(nèi)容...

題目

給定一個(gè)只包括?'('，?')'，?'{'，?'}'，?'['，?']'?的字符串，判斷字符串是否有效。

有效字符串需滿足：

• 左括號必須用相同類型的右括號閉合。
• 左括號必須以正確的順序閉合。
• 注意空字符串可被認(rèn)為是有效字符串。

示例?1:

輸入: "()"

輸出: true

示例?2:

輸入: "()[]{}"

輸出: true

示例?3:

輸入: "(]"

輸出: false

示例?4:

輸入: "([)]" 輸出: false

示例?5:

輸入: "{[]}"

輸出: true

LeetCode 地址：https://leetcode-cn.com/problems/valid-parentheses

解題思路

這道題考察的是就是驗(yàn)證括號的對稱性，比如“([{}])”這種字符串就是正確的，應(yīng)該返回 true，而“([{})]”這種字符串就是錯誤的，應(yīng)該返回 false。

從上面的題目可以看出，括號總共分為三類：小括號、中括號和大括號，那么我們可以利用棧先進(jìn)后出的特性，將所有左邊的括號(“(”、“[”、“{”)先入棧，然后再碰到右括號時(shí)，讓它與棧頂?shù)脑剡M(jìn)行匹配，比如當(dāng)遇到“)”時(shí)，如果棧頂是“(”，則說明匹配成功，棧頂元素出棧再繼續(xù)字符串循環(huán)的流程，如果匹配錯誤就直接返回 false。

假設(shè)我們要匹配字符串“(([]))”是否合法？那么執(zhí)行流程就是這樣的。

首先遇到左邊括號，先入棧：

接下來又是左邊括號，繼續(xù)入棧：

然后又是左邊括號，繼續(xù)入棧：

接下來是右邊括號，與棧頂元素匹配，“[]”為一對合法的括號，匹配成功棧頂元素出棧：

接下來又是右邊括號，與棧頂元素匹配，“()”為一對合法的括號，匹配成功棧頂元素出棧：

接下來又是右邊括號，與棧頂元素匹配，“()”為一對合法的括號，匹配成功棧頂元素出棧：

當(dāng)字符串循環(huán)結(jié)束并且棧為空棧時(shí)，則證明此字符串的括號匹配合法，最終的效果如下圖所示：

那么接下來我們就用代碼來實(shí)現(xiàn)一下整個(gè)過程...

實(shí)現(xiàn)代碼一

public?boolean?isValid(String?s)?{
????int?slen?=?s.length();?//?括號的長度
????if?(slen?%?2?==?1)?{?//?括號不是成對出現(xiàn)直接返回?false
????????return?false;
????}
????//?把所有對比的括號存入?map，對比時(shí)用
????Map?map?=?new?HashMap<>();
????map.put(')',?'(');
????map.put('}',?'{');
????map.put(']',?'[');//?定義棧，用于存取括號(輔助比較)
????Stack?stack?=?new?Stack<>();for?(int?i?=?0;?i?//?循環(huán)所有字符char?c?=?s.charAt(i);if?(map.containsKey(c))?{?//?為右邊的括號，如?')'、'}'?等if?(stack.isEmpty()?||?stack.peek()?!=?map.get(c))?{?//?棧為空或括號不匹配return?false;
????????????}
????????????stack.pop();?//?是一對括號，執(zhí)行出棧(消除左右括號)
????????}?else?{?//?左邊括號，直接入棧
????????????stack.push(c);
????????}
????}return?stack.isEmpty();
}

我們在 LeetCode 中提交一下代碼，執(zhí)行結(jié)果如下：

代碼解析

以上代碼的?map?集合是用于定義括號的匹配規(guī)則，比如“)”對應(yīng)的匹配值是“(”，“]”的匹配值是“[”等，然后我們再去循環(huán)待驗(yàn)證的字符串，遇到左括號直接入棧，遇到右括號讓它與棧頂元素匹配，等到整個(gè)字符串循環(huán)結(jié)束，如果棧為空則說明字符串的括號合法。

復(fù)雜度分析

時(shí)間復(fù)雜度：O(n)，遍歷了一遍整個(gè)字符串。空間復(fù)雜度：O(n)。

實(shí)現(xiàn)代碼二

除了使用棧之外，我們還可以使用借助 Java 中的?replace?方法來實(shí)現(xiàn)，我們可以循環(huán)的消除字符串中的括號，比如將“()”或“[]”或“{}”循環(huán)得替換為空，最后在執(zhí)行完成之后如果字符串為空，則說明字符串中的括號是合法的，具體實(shí)現(xiàn)代碼如下：

public?boolean?isValid(String?s)?{
????????int?len;
????????do?{
????????????len?=?s.length();
????????????//?消除成雙成對的符號
????????????s?=?s.replace("()",?"").replace("[]",?"").
????????????????????replace("{}",?"");
????????}?while?(len?!=?s.length());?//?不能再進(jìn)行替換了，replace?方法沒有替換任何字符
????????return?s.length()?==?0;
????}

我們在 LeetCode 中提交一下代碼，執(zhí)行結(jié)果如下：

從運(yùn)行結(jié)果來看，二者的執(zhí)行效率相差還是很明顯的：

總結(jié)

本文我們講了一道 bilibili 的筆試真題，同時(shí)它也是棧的經(jīng)典面試題，我們可以借助棧的特性(先進(jìn)后出)將所有的左括號入棧，當(dāng)遇到右括號時(shí)讓它與棧頂元素進(jìn)行匹配，當(dāng)字符串循環(huán)結(jié)束棧為空時(shí)，則說明此字符串的括號是合法的。當(dāng)然我們在實(shí)際面試中，也可以使用 Java 的?replace?方法作為一個(gè)保底的實(shí)現(xiàn)方案，因?yàn)?replace?方法的實(shí)現(xiàn)相對更簡單一些，只是性能不怎么好。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的vb6 判断打印机是否有效_吊打面试官 | 算法之如何判断括号是否有效？的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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