(LeetCodeHot100)20. 有效的括号——valid-parentheses

20. 有效的括号——valid-parentheses

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。

示例 1:

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输入:s = "()"
输出:true

示例 2:

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输入:s = "()[]{}"
输出:true

示例 3:

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输入:s = "(]"
输出:false

示例 4:

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输入:s = "([])"
输出:true

示例 5:

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输入:s = "([)]"
输出:false

提示:

  • 1 <= s.length <= 104
  • s 仅由括号 '()[]{}' 组成

法一:栈(我的正确答案)

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class Solution {
public boolean isValid(String s) {
Stack<Character> stack = new Stack<>();
for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
char c = s.charAt(i);
// 如果是左括号,直接入栈
if (c == '(' || c == '[' || c == '{') {
stack.push(c);
} else { // 如果是右括号
if (stack.empty()) {
return false;
}
char match = (c == ')' ? '(' // 右括号')'对应左括号'('
: (c == ']' ? '[' // 右括号']'对应左括号'['
: (c == '}' ? '{' // 右括号'}'对应左括号'{'
: '#'))); // 非右括号时返回默认值(如'#')
if (stack.peek() == match) {
stack.pop();
} else {
return false;
}
}
}
// 字符串遍历完,检查栈是否为空
if (stack.empty()) {
return true;
} else {
return false;
}
}
}

法二:栈+哈希表

我们遍历给定的字符串 s。

  • 当我们遇到一个左括号时,我们会期望在后续的遍历中,有一个相同类型的右括号将其闭合。由于后遇到的左括号要先闭合,因此我们可以将这个左括号放入栈顶。

  • 当我们遇到一个右括号时,我们需要将一个相同类型的左括号闭合。此时,我们可以取出栈顶的左括号并判断它们是否是相同类型的括号。如果不是相同的类型,或者栈中并没有左括号,那么字符串 s 无效,返回 False。为了快速判断括号的类型,我们可以使用哈希表存储每一种括号。哈希表的键为右括号,值为相同类型的左括号

  • 在遍历结束后,如果栈中没有左括号,说明我们将字符串 s 中的所有左括号闭合,返回 True,否则返回 False。

  • 注意到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,省去后续的遍历判断过程。

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class Solution {
public boolean isValid(String s) {
int n = s.length();
if (n % 2 == 1) {
return false;
}

Map<Character, Character> pairs = new HashMap<Character, Character>() {{
put(')', '(');
put(']', '[');
put('}', '{');
}};
Deque<Character> stack = new LinkedList<Character>();
for (int i = 0; i < n; i++) {
char ch = s.charAt(i);
if (pairs.containsKey(ch)) {
if (stack.isEmpty() || stack.peek() != pairs.get(ch)) {
return false;
}
stack.pop();
} else {
stack.push(ch);
}
}
return stack.isEmpty();
}
}

推荐用 Deque 而非 Stack 类,本质是 “新规范 vs 遗留类”。

关键原因

  1. Stack 是 Java 早期遗留类,继承自线程安全的 Vector,自带不必要的同步开销,性能差。
  2. LinkedList 实现了 Deque 接口(双端队列),专门适配栈 / 队列操作,无多余开销,性能更优。
  3. 面向接口编程(用 Deque 接口定义)比直接用具体类(Stack)更灵活,符合现代 Java 规范。