流畅解码: 揭开LeetCode 基础算法（有效括号）的神秘面纱

2023-10-23 00:13:42

LeetCode 基础算法（有效括号）以其独特的魅力吸引了众多算法爱好者，它考察了编程人员对数据结构和算法的理解与应用能力。作为一名技术博客创作专家，我将以独到的视角，为您解读LeetCode 基础算法（有效括号）的精髓，并提供详细的步骤和示例代码，让您轻松掌握这一算法。

理解问题

LeetCode 基础算法（有效括号）旨在判断一个由括号组成的字符串是否有效。有效括号字符串应满足以下条件：

括号必须成对出现，即每个左括号必须与一个右括号匹配。
括号必须按正确的顺序出现，即左括号必须在右括号之前出现。
括号的类型必须匹配，即左括号必须与右括号相匹配。

建立字符匹配Map

为了解决LeetCode 基础算法（有效括号）问题，我们可以建立一个字符匹配Map。这个Map将存储左括号和右括号之间的关系。例如，我们可以将左括号"("映射到右括号")", 将左括号"["映射到右括号"]", 将左括号"{"映射到右括号"}”。

循环数组并比较括号关系

接下来，我们将循环遍历输入字符串，并通过Map比较每个左括号和右括号之间的关系。如果两个括号的关系相等，则表示它们匹配；如果两个括号的关系不相等，则表示它们不匹配。

需要注意的是，有些情况下，两个括号之间的关系可能是多层嵌套的。例如，在字符串"((()))"中，左括号"("和右括号")"之间的关系是三层嵌套的。因此，我们需要将它们缓存起来，以便在后续的比较中使用。

最终判断有效性

经过对整个字符串的遍历和比较，如果所有括号都匹配，则字符串有效；否则，字符串无效。

示例代码

def is_valid(s):
    """
    判断一个字符串是否有效括号字符串。

    Args:
        s (str): 输入字符串

    Returns:
        bool: 如果字符串有效，则返回True；否则，返回False
    """

    # 建立字符匹配Map
    char_map = {
        "(": ")",
        "[": "]",
        "{": "}"
    }

    # 创建一个栈来存储左括号
    stack = []

    # 循环遍历输入字符串
    for char in s:
        # 如果当前字符是左括号，则将其压入栈中
        if char in char_map:
            stack.append(char)

        # 如果当前字符是右括号，则将其与栈顶的左括号进行比较
        elif char in char_map.values():
            # 如果匹配，则将栈顶的左括号弹出
            if char_map[stack.pop()] == char:
                continue

            # 如果不匹配，则返回False
            else:
                return False

    # 如果栈为空，则说明所有括号都匹配，返回True
    if not stack:
        return True

    # 如果栈不为空，则说明还存在未匹配的括号，返回False
    else:
        return False


if __name__ == "__main__":
    # 测试用例
    test_cases = [
        "()",
        "[]",
        "{}",
        "()[]{}",
        "((()))",
        "{[()]}"
    ]

    # 运行测试用例
    for test_case in test_cases:
        print(f"{test_case} is valid: {is_valid(test_case)}")