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妙用贪心算法,轻松掌握括号字符串的校验

前端

揭秘括号字符串的校验奥秘:贪心算法的制胜之道

前言

在编程的世界里,括号无处不在。为了确保代码的逻辑清晰、语法正确,我们需要对括号进行有效性校验。今天,我们就来探秘 LeetCode 上的第 678 题:"有效的括号字符串"。本篇文章将带领你领略贪心算法的强大威力,为你揭示校验括号字符串的奥秘。

贪心算法的魅力

贪心算法是一种自底向上的求解方式。它在每一步都做出局部最优的选择,逐步逼近全局最优解。在括号字符串的校验中,贪心算法可以帮助我们维护两个计数器:minCountmaxCount

  • minCount 记录字符串中左括号(()和星号(*)的个数之差。
  • maxCount 记录字符串中左括号(()的个数与星号(*)的个数之差。

算法步骤

  1. 从左到右遍历字符串 s
  2. 如果遇到左括号((),maxCount 加 1。
  3. 如果遇到右括号()),maxCount 减 1,同时检查 maxCount 是否小于 0。如果 maxCount 小于 0,说明当前位置之前的右括号数量大于左括号和星号的数量,字符串无效,返回 false
  4. 如果遇到星号(*),minCount 加 1,maxCount 加 1。
  5. 遍历完成后,如果 minCount 大于等于 0,说明字符串有效,返回 true,否则返回 false

算法示例

考虑以下字符串:s = "(())*"

字符 maxCount minCount 操作
( 1 1 maxCount 加 1
( 2 2 maxCount 加 1
) 1 1 maxCount 减 1
) 0 0 maxCount 减 1
* 1 1 minCount 加 1,maxCount 加 1

可以看到,minCountmaxCount 始终是非负的,因此字符串 s 有效。

算法复杂度

本算法的时间复杂度为 O(n),其中 n 是字符串 s 的长度。算法遍历字符串一次,每个字符的处理时间为常数。

总结

通过贪心算法,我们巧妙地解决了括号字符串的校验问题。本篇文章不仅展示了贪心算法的强大威力,更重要的是加深了对括号字符串语法和校验规则的理解。在实际编程中,掌握括号字符串的校验技术至关重要,它可以帮助我们编写出语法正确、逻辑清晰的代码。

常见问题解答

  1. 什么是贪心算法?
    贪心算法是一种自底向上的求解方式,在每一步都做出局部最优的选择,逐步逼近全局最优解。

  2. minCountmaxCount 计数器有什么作用?
    minCount 记录字符串中左括号(()和星号(*)的个数之差,而 maxCount 记录字符串中左括号(()的个数与星号(*)的个数之差。

  3. 算法中的星号(*)如何处理?
    星号可以匹配任意数量的左括号(()或右括号()),因此在遍历过程中,minCountmaxCount 都会增加 1。

  4. 为什么 maxCount 不能小于 0?
    如果 maxCount 小于 0,说明右括号的数量超过了左括号和星号的数量,这违反了括号字符串的语法规则。

  5. 算法的复杂度是多少?
    算法的时间复杂度为 O(n),其中 n 是字符串 s 的长度。