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<a href="https://mp.weixin.qq.com/s/RsdcQ9umo09R6cfnwXZlrQ"><img src="https://img.shields.io/badge/PDF下载-代码随想录-blueviolet" alt=""></a>
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<p align="center"><strong>欢迎大家<a href="https://mp.weixin.qq.com/s/tqCxrMEU-ajQumL1i8im9A">参与本项目</a>，贡献其他语言版本的代码，拥抱开源，让更多学习算法的小伙伴们收益！</strong></p>
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> 数据结构与算法应用往往隐藏在我们看不到的地方
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# 20. 有效的括号
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https://leetcode-cn.com/problems/valid-parentheses/
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给定一个只包括 '('，')'，'{'，'}'，'['，']' 的字符串，判断字符串是否有效。
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有效字符串需满足：
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* 左括号必须用相同类型的右括号闭合。
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* 左括号必须以正确的顺序闭合。
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* 注意空字符串可被认为是有效字符串。
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示例 1:
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输入: "()"
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输出: true
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示例 2:
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输入: "()[]{}"
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输出: true
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示例 3:
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输入: "(]"
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输出: false
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示例 4:
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输入: "([)]"
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输出: false
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示例 5:
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输入: "{[]}"
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输出: true
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# 思路
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## 题外话
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**括号匹配是使用栈解决的经典问题。**
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题意其实就像我们在写代码的过程中，要求括号的顺序是一样的，有左括号，相应的位置必须要有右括号。
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如果还记得编译原理的话，编译器在 词法分析的过程中处理括号、花括号等这个符号的逻辑，也是使用了栈这种数据结构。
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再举个例子，linux系统中，cd这个进入目录的命令我们应该再熟悉不过了。
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```
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cd a/b/c/../../
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```
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这个命令最后进入a目录，系统是如何知道进入了a目录呢 ，这就是栈的应用（其实可以出一道相应的面试题了）
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所以栈在计算机领域中应用是非常广泛的。
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有的同学经常会想学的这些数据结构有什么用，也开发不了什么软件，大多数同学说的软件应该都是可视化的软件例如APP、网站之类的，那都是非常上层的应用了，底层很多功能的实现都是基础的数据结构和算法。
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**所以数据结构与算法的应用往往隐藏在我们看不到的地方！**
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这里我就不过多展开了，先来看题。
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## 进入正题
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由于栈结构的特殊性，非常适合做对称匹配类的题目。
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首先要弄清楚，字符串里的括号不匹配有几种情况。
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**一些同学，在面试中看到这种题目上来就开始写代码，然后就越写越乱。**
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建议要写代码之前要分析好有哪几种不匹配的情况，如果不动手之前分析好，写出的代码也会有很多问题。
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先来分析一下 这里有三种不匹配的情况，
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1. 第一种情况，字符串里左方向的括号多余了 ，所以不匹配。
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2. 第二种情况，括号没有多余，但是 括号的类型没有匹配上。
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3. 第三种情况，字符串里右方向的括号多余了，所以不匹配。
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我们的代码只要覆盖了这三种不匹配的情况，就不会出问题，可以看出 动手之前分析好题目的重要性。
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动画如下：
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第一种情况：已经遍历完了字符串，但是栈不为空，说明有相应的左括号没有右括号来匹配，所以return false
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第二种情况：遍历字符串匹配的过程中，发现栈里没有要匹配的字符。所以return false
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第三种情况：遍历字符串匹配的过程中，栈已经为空了，没有匹配的字符了，说明右括号没有找到对应的左括号return false
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那么什么时候说明左括号和右括号全都匹配了呢，就是字符串遍历完之后，栈是空的，就说明全都匹配了。
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分析完之后，代码其实就比较好写了，
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但还有一些技巧，在匹配左括号的时候，右括号先入栈，就只需要比较当前元素和栈顶相不相等就可以了，比左括号先入栈代码实现要简单的多了！
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实现C++代码如下：
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```C++
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class Solution {
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public:
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bool isValid(string s) {
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stack<int> st;
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for (int i = 0; i < s.size(); i++) {
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if (s[i] == '(') st.push(')');
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else if (s[i] == '{') st.push('}');
|
||
else if (s[i] == '[') st.push(']');
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// 第三种情况：遍历字符串匹配的过程中，栈已经为空了，没有匹配的字符了，说明右括号没有找到对应的左括号 return false
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||
// 第二种情况：遍历字符串匹配的过程中，发现栈里没有我们要匹配的字符。所以return false
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else if (st.empty() || st.top() != s[i]) return false;
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else st.pop(); // st.top() 与 s[i]相等，栈弹出元素
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}
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||
// 第一种情况：此时我们已经遍历完了字符串，但是栈不为空，说明有相应的左括号没有右括号来匹配，所以return false，否则就return true
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return st.empty();
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||
}
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||
};
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```
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技巧性的东西没有固定的学习方法，还是要多看多练，自己总灵活运用了。
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## 其他语言版本
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Java：
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```Java
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class Solution {
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public boolean isValid(String s) {
|
||
Deque<Character> deque = new LinkedList<>();
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||
char ch;
|
||
for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
|
||
ch = s.charAt(i);
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||
//碰到左括号，就把相应的右括号入栈
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if (ch == '(') {
|
||
deque.push(')');
|
||
}else if (ch == '{') {
|
||
deque.push('}');
|
||
}else if (ch == '[') {
|
||
deque.push(']');
|
||
} else if (deque.isEmpty() || deque.peek() != ch) {
|
||
return false;
|
||
}else {//如果是右括号判断是否和栈顶元素匹配
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||
deque.pop();
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||
}
|
||
}
|
||
//最后判断栈中元素是否匹配
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||
return deque.isEmpty();
|
||
}
|
||
}
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// 方法2
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class Solution {
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public boolean isValid(String s) {
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||
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||
Stack<Character> stack = new Stack<>();
|
||
Map<Character, Character> map = new HashMap<Character, Character>() {
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||
{
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put('}', '{');
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put(']', '[');
|
||
put(')', '(');
|
||
}
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||
};
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for (Character c : s.toCharArray()) { // 顺序读取字符
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if (!stack.isEmpty() && map.containsKey(c)) { // 是右括号 && 栈不为空
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||
if (stack.peek() == map.get(c)) { // 取其对应的左括号直接和栈顶比
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||
stack.pop(); // 相同则抵消，出栈
|
||
} else {
|
||
return false; // 不同则直接返回
|
||
}
|
||
} else {
|
||
stack.push(c); // 左括号，直接入栈
|
||
}
|
||
}
|
||
return stack.isEmpty(); // 看左右是否抵消完
|
||
}
|
||
}
|
||
```
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Python：
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||
```python3
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class Solution:
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||
def isValid(self, s: str) -> bool:
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stack = [] # 保存还未匹配的左括号
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mapping = {")": "(", "]": "[", "}": "{"}
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for i in s:
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if i in "([{": # 当前是左括号，则入栈
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||
stack.append(i)
|
||
elif stack and stack[-1] == mapping[i]: # 当前是配对的右括号则出栈
|
||
stack.pop()
|
||
else: # 不是匹配的右括号或者没有左括号与之匹配，则返回false
|
||
return False
|
||
return stack == [] # 最后必须正好把左括号匹配完
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||
```
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||
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||
Go：
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||
```Go
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||
func isValid(s string) bool {
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||
hash := map[byte]byte{')':'(', ']':'[', '}':'{'}
|
||
stack := make([]byte, 0)
|
||
if s == "" {
|
||
return true
|
||
}
|
||
|
||
for i := 0; i < len(s); i++ {
|
||
if s[i] == '(' || s[i] == '[' || s[i] == '{' {
|
||
stack = append(stack, s[i])
|
||
} else if len(stack) > 0 && stack[len(stack)-1] == hash[s[i]] {
|
||
stack = stack[:len(stack)-1]
|
||
} else {
|
||
return false
|
||
}
|
||
}
|
||
return len(stack) == 0
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
Ruby:
|
||
```ruby
|
||
def is_valid(strs)
|
||
symbol_map = {')' => '(', '}' => '{', ']' => '['}
|
||
stack = []
|
||
strs.size.times {|i|
|
||
c = strs[i]
|
||
if symbol_map.has_key?(c)
|
||
top_e = stack.shift
|
||
return false if symbol_map[c] != top_e
|
||
else
|
||
stack.unshift(c)
|
||
end
|
||
}
|
||
stack.empty?
|
||
end
|
||
```
|
||
|
||
Javascript:
|
||
```javascript
|
||
var isValid = function (s) {
|
||
const stack = [];
|
||
for (let i = 0; i < s.length; i++) {
|
||
let c = s[i];
|
||
switch (c) {
|
||
case '(':
|
||
stack.push(')');
|
||
break;
|
||
case '[':
|
||
stack.push(']');
|
||
break;
|
||
case '{':
|
||
stack.push('}');
|
||
break;
|
||
default:
|
||
if (c !== stack.pop()) {
|
||
return false;
|
||
}
|
||
}
|
||
}
|
||
return stack.length === 0;
|
||
};
|
||
// 简化版本
|
||
var isValid = function(s) {
|
||
const stack = [],
|
||
map = {
|
||
"(":")",
|
||
"{":"}",
|
||
"[":"]"
|
||
};
|
||
for(const x of s) {
|
||
if(x in map) {
|
||
stack.push(x);
|
||
continue;
|
||
};
|
||
if(map[stack.pop()] !== x) return false;
|
||
}
|
||
return !stack.length;
|
||
};
|
||
```
|
||
|
||
|
||
-----------------------
|
||
* 作者微信：[程序员Carl](https://mp.weixin.qq.com/s/b66DFkOp8OOxdZC_xLZxfw)
|
||
* B站视频：[代码随想录](https://space.bilibili.com/525438321)
|
||
* 知识星球：[代码随想录](https://mp.weixin.qq.com/s/QVF6upVMSbgvZy8lHZS3CQ)
|
||
<div align="center"><img src=../pics/公众号.png width=450 alt=> </img></div>
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