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</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('}');
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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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* 微信：[程序员Carl](https://mp.weixin.qq.com/s/b66DFkOp8OOxdZC_xLZxfw)
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* B站：[代码随想录](https://space.bilibili.com/525438321)
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* 知识星球：[代码随想录](https://mp.weixin.qq.com/s/QVF6upVMSbgvZy8lHZS3CQ)
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