剑指offer算法题解：有效括号

2023-10-18 02:19:55

问题

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：

左括号必须用相同类型的右括号闭合。
左括号必须以正确的顺序闭合。

例如：

输入：s = "()"
输出：true

输入：s = "()[]{}"
输出：true

输入：s = "(]"
输出：false

解题思路

判断括号是否有效，可以采用栈数据结构。栈是一种遵循后进先出（LIFO）原则的数据结构，可以用来存储和管理左括号。当遇到左括号时，将其压入栈中；当遇到右括号时，从栈中弹出左括号进行匹配。如果所有括号都能正确匹配，则字符串有效；否则，字符串无效。

具体步骤如下：

初始化一个栈。
遍历字符串 s 中的每个字符。
如果当前字符是左括号，将其压入栈中。
如果当前字符是右括号，则从栈中弹出左括号进行匹配。
如果栈为空，则字符串有效。
如果栈不为空，则字符串无效。

代码实现

def is_valid(s):
  """
  判断字符串是否有效。

  Args:
    s: 输入字符串。

  Returns:
    布尔值，表示字符串是否有效。
  """

  # 初始化栈
  stack = []

  # 遍历字符串中的每个字符
  for char in s:
    # 如果当前字符是左括号，将其压入栈中
    if char in ['(', '{', '[']:
      stack.append(char)
    # 如果当前字符是右括号，则从栈中弹出左括号进行匹配
    elif char in [')', '}', ']']:
      # 如果栈为空，则字符串无效
      if not stack:
        return False
      # 从栈中弹出左括号进行匹配
      left_char = stack.pop()
      # 如果匹配失败，则字符串无效
      if not is_match(left_char, char):
        return False

  # 如果栈为空，则字符串有效
  return not stack


def is_match(left_char, right_char):
  """
  判断两个括号是否匹配。

  Args:
    left_char: 左括号。
    right_char: 右括号。

  Returns:
    布尔值，表示两个括号是否匹配。
  """

  return (left_char == '(' and right_char == ')') or \
         (left_char == '{' and right_char == '}') or \
         (left_char == '[' and right_char == ']')


# 测试代码
print(is_valid("()"))  # True
print(is_valid("()[]{}"))  # True
print(is_valid("(]"))  # False
print(is_valid("([)]"))  # False