初探 LeetCode 678：如何判断一个括号字符串是否有效？

前端

2024-01-12 04:22:58

算法背景

在处理数据结构和算法问题时，经常遇到的一个经典问题是验证一组括号是否匹配。这类问题不仅出现在理论研究中，在实际开发中也非常常见，比如解析表达式、检查代码语法等场景。LeetCode 第678题“有效的括号字符串”就是其中一个典型示例。

理解题目

此问题的核心在于判断给定的包含三种类型括号（'(', ')', '', ''可表示任意字符）的字符串是否有效。一个有效的括号字符串需满足以下规则：

每个左括号 '(' 必须有相应的右括号 ')'。
每个左方括号 '[' 必须有相应的右方括号 ']'。
每个左大括号 '{' 必须有相应的右大括号 '}'。
'*' 可以代表任意字符，包括空字符串。

解决方案：双栈法

使用栈结构的原理

栈是一种后进先出（LIFO）的数据结构。在验证括号有效性时，可以通过一个栈来存储未匹配的左括号。当遇到右括号时，检查并移除对应的左括号。如果最终所有左括号都能找到相应的右括号，则整个字符串是有效的。

代码实现

Python 示例代码

def checkValidString(s: str) -> bool:
    left_parentheses, star = [], []
    
    # 遍历每个字符，遇到左括号或*则入栈
    for i in range(len(s)):
        if s[i] == '(':
            left_parentheses.append(i)
        elif s[i] == '*':
            star.append(i)
        else:  # 遇到右括号')'
            if len(left_parentheses) > 0:
                left_parentheses.pop()
            elif len(star) > 0:
                star.pop()
            else:
                return False
    
    # 处理剩余未匹配的左括号
    while len(left_parentheses) > 0 and len(star) > 0:
        if left_parentheses[-1] < star[-1]:
            left_parentheses.pop()
            star.pop()
        else:
            return False
    
    return len(left_parentheses) == 0

# 测试代码
print(checkValidString("(*)"))   # True
print(checkValidString("(*))"))  # True