LeetCode 20：破解括号谜题，掌握有效性检测

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2023-12-24 01:22:45

有效括号序列：破解括号匹配之谜

引言

在计算机科学的世界中，有效括号序列是一个至关重要的概念。它可以用来解决各种问题，从验证数学表达式到解析编程语言语法。本文将深入探讨有效括号序列，包括其定义、相关规则以及如何使用栈数据结构来解决著名的 LeetCode 20 问题。

有效括号序列的定义

什么是有效括号序列？简单来说，它就是一个由圆括号“()”、大括号“{}”和中括号“[]”组成的字符串，满足以下两个黄金法则：

左括号必须与相同类型的右括号配对。
括号必须按照它们出现的顺序闭合。

违反这两条规则的任何序列都被视为无效序列。

栈：有效括号的秘密武器

栈是一种先进后出（LIFO）的数据结构，它就像一个只能从顶部添加和删除元素的弹簧。在解决有效括号问题时，栈扮演着举足轻重的角色。

我们将把每个左括号压入栈中，并在遇到对应的右括号时将其弹出。如果我们能成功地将所有左括号与右括号配对，那么这个序列就是有效的。否则，它就是无效的。

算法之旅：一步一步解决 LeetCode 20

LeetCode 20 是一个经典的算法问题，要求判断一个给定的括号序列是否有效。我们可以使用栈来解决这个问题，遵循以下步骤：

初始化栈： 创建一个空栈。
遍历字符串： 逐个检查字符串中的每个字符。
如果是左括号： 将其压入栈中。
如果是右括号： 检查栈是否为空。如果不是，弹出栈顶元素并检查它是否与当前右括号匹配。如果匹配，继续；如果不匹配，返回 false。
遍历完成后： 如果栈为空，返回 true；否则，返回 false。

代码实现：用 Python 征服 LeetCode 20

掌握了算法后，我们就可以用 Python 来实现它：

def is_valid(s):
    stack = []
    for char in s:
        if char in "([{":
            stack.append(char)
        else:
            if not stack:
                return False
            top = stack.pop()
            if (char == ')' and top != '(') or (char == '}' and top != '{') or (char == ']' and top != '['):
                return False
    return not stack