洞悉括号规则，破解编程难题

前端

2023-09-14 16:48:28

括号在程序设计中扮演着关键角色，用于界定代码块范围，是保证语法正确的重要元素。在处理字符串操作时，括号的匹配尤其重要，例如在LeetCode第20题“有效的括号”里，如何准确无误地判断一组括号是否有效，成为考验编程能力的一道难题。

括号匹配规则与挑战

题目要求给定一个只包含 (、)、[、]、{ 和 } 的字符串，编写函数以检验括号组合的有效性。有效性意味着每个开括号必须有一个相应类型的闭括号，并且它们按照正确的顺序成对出现。

在处理这类问题时，常见的挑战包括如何高效地存储和比较不同种类的括号，以及如何避免内存溢出或性能瓶颈。

解决方案：使用栈来匹配括号

对于有效的括号组合，可以通过使用栈这种数据结构解决。原理在于遍历输入字符串的过程中，当遇到开括号时将其压入栈中；遇到闭括号时检查它是否与栈顶的开括号类型匹配，如果匹配则弹出栈顶元素。

步骤：

初始化一个空栈。
遍历给定字符串中的每个字符：
- 如果是左括号，压入栈中。
- 如果是右括号，则检查是否与当前栈顶的左括号类型匹配。如果匹配则弹出栈顶元素；如果不匹配或栈为空（没有开括号），返回错误。

代码示例：

def isValid(s: str) -> bool:
    stack = []
    mapping = {")": "(", "}": "{", "]": "["}
    
    for char in s:
        if char in mapping.values():
            # 左括号直接入栈
            stack.append(char)
        elif char in mapping.keys():
            # 右括号时检查是否匹配
            top_element = stack.pop() if stack else '#'
            if mapping[char] != top_element:
                return False
    
    return not stack