一、题目
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。
提示：
1 <= s.length <= 104
s 仅由括号 ‘()[]{}’ 组成
示例 1：
输入：s = “()”
输出：true
示例 2：
输入：s = “()[]{}”
输出：true
示例 3：
输入：s = “(]”
输出：false
示例 4：
输入：s = “([)]”
输出：false
示例 5：
输入：s = “{[]}”
输出：true
二、思路及图解（利用栈先进后出的规则实现）
- 假如输入是 [{]}，每种括号的左右数量分别相等，但不是有效的括号。这是因为结果还与括号的位置有关。
- 对于有效的括号，它的部分子表达式仍然是有效的括号，比如 {()[()]} 是一个有效的括号，()[{}] 是有效的括号，[()] 也是有效的括号。并且当我们每次删除一个最小的括号对时，我们会逐渐将括号删除完。
2、图解
-
第1次遍历从字符串中获取第1个字符‘{’，入栈，如下图：
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第2次遍历从字符串中获取第2个字符‘(’，入栈，如下图：
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第3次遍历从字符串中获取第3个字符‘)’，与栈中栈顶的元素‘(’匹配，因此移出栈顶元素‘(’,如下图：
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第4次遍历从字符串中获取第4个字符‘[’，入栈，如下图：
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第5次遍历从字符串中获取第5个字符‘(’，入栈，如下图：
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第6次遍历从字符串中获取第6个字符‘)’，与栈中栈顶的元素‘(’匹配，因此移出栈顶元素‘(’,如下图：
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第7次遍历从字符串中获取第7个字符‘]’，与栈中栈顶的元素‘[’匹配，因此移出栈顶元素‘[’,如下图：
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第8次遍历从字符串中获取第8个字符‘}’，与栈中栈顶的元素‘{’匹配，因此移出栈顶元素‘[’,如下图：
-
此时栈为空，返回true，否则返回flase。
三、题目代码解析（利用栈先进后出的规则实现）
1、代码
public class Test1 {
public static void main(String[] args) {
String str="{()[()]}";
boolean b=isValid(str);
System.out.println("字符串是否有效【"+b+"】");
}
/**
* 利用栈先进后出的规则实现
*/
public static boolean isValid(String s) {
int n = s.length();
//有效字符串的长度一定为偶数，因此如果字符串的长度为奇数，我们可以直接返回 False
if (n % 2 == 1) {
return false;
}
Map<Character, Character> map =new HashMap<>();
map.put(')','(');
map.put(']','[');
map.put('}','{');
Stack<Character> stack = new Stack<>();
//遍历字符串
for (int i = 0; i < n; i++) {
//获取字符串中每一个字符
char ch = s.charAt(i);
if (map.containsKey(ch)) { //如果map中包含字符串中的字符
/**
* stack.isEmpty() 如果堆栈顶部没有任何内容,则返回true
* stack.peek() 返回堆栈顶部的元素,但不删除它
*/
//如果表示栈顶的元素和map中根据ch字符获取对应的值不相等，直接返回false
if (stack.isEmpty() || stack.peek() != map.get(ch)) {
return false;
}
stack.pop();//移除并返回堆栈的顶部元素
} else {//否则
stack.push(ch);//将元素推送到堆栈顶部
}
}
return stack.isEmpty();
}
}
2、结果如下图：
3、复杂度分析
- 时间复杂度：O(N)。遍历了一遍字符串。
- 空间复杂度：O(N)。最坏情况下，假如输入是 (((((((，栈的大小将是输入字符串的长度。