20. 有效的括号(Valid Parentheses)E

英文题目

Given a string s containing just the characters '(', ')', '{', '}', '[' and ']', determine if the input string is valid.
An input string is valid if:
Open brackets must be closed by the same type of brackets.
Open brackets must be closed in the correct order.
Example 1:
```
Input: s = "()"
Output: true
```
Example 2:
```
Input: s = "()[]{}"
Output: true
```
Example 3:
```
Input: s = "(]"
Output: false
```
Example 4:
```
Input: s = "([)]"
Output: false
```
Example 5:
```
Input: s = "{[]}"
Output: true
```
Constraints:
1 <= s.length <= 10^4
s consists of parentheses only '()[]{}'.

中文题目

给定一个只包括 '('，')'，'{'，'}'，'['，']' 的字符串 s ，判断字符串是否有效。
有效字符串需满足：
左括号必须用相同类型的右括号闭合。
左括号必须以正确的顺序闭合。
示例 1：
```
输入：s = "()"
输出：true
```
示例 2：
```
输入：s = "()[]{}"
输出：true
```
示例 3：
```
输入：s = "(]"
输出：false
```
示例 4：
```
输入：s = "([)]"
输出：false
```
示例 5：
```
输入：s = "{[]}"
输出：true
```
提示：
1 <= s.length <= 10^4
s 仅由括号 '()[]{}' 组成

栈

栈内存储的都是左边的括号，遍历字符串，遇到左边的括号存放在栈内，遇到右边的括号时，栈不能为空，并取出栈顶元素对应的右括号，判断和当前字符是否相等
预先把对应匹配的括号对记录下来，可以有效减少硬编码和if分支

时间复杂度O(n)，n 是字符串的长度，空间复杂度，其中表示字符集，本题中只包含 6 种括号

# python: 时间 32 ms, 击败 95.96%; 内存 14.8 MB, 击败 78.40%
class Solution:
    def isValid(self, s: str) -> bool:
        if len(s) % 2 == 1:
            return False
        pair = {'(':')', '{':'}', '[':']'}
        stack = []
        for c in s:
            if c in pair:
                stack.append(c)
            else:
                # 注意有栈是空以及不匹配两种情况
                if not stack or c != pair[stack.pop()]:
                    return False
        return True if not stack else False

// c++: 时间 0 ms, 击败 100%; 内存 6.2 MB, 击败 33.79%
class Solution {
public:
    bool isValid(string s) {
        if (s.size() % 2 == 1) {
            return false;
        }
        // map 的写法注意下
        unordered_map<char, char> pair {
            {'(', ')'}, 
            {'[', ']'}, 
            {'{', '}'}
        };
        stack<char> st;
        for (const char c: s) {
            // 此处也可 if (pairs.count(c) == 1) 替代
            // count 的作用是在map中找到key的数量，返回要么是 1 要么是 0
            if (pair.find(c) != pair.end()) {
                st.push(c);
            } else {
                // 注意栈取栈顶和弹出的语法
                if (st.empty() || c != pair[st.top()]) {
                    return false;
                }
                st.pop();
            }
        }
        return st.empty() ? true : false;
    }
};

// java: 时间 2 ms, 击败 49.66%; 内存 39.7 MB, 击败 29.54%
class Solution {
    public boolean isValid(String s) {
        if (s.length() % 2 == 1) {
            return false;
        }
        Map<Character, Character> pair = new HashMap<>() {{
            put('(', ')');
            put('[', ']');
            put('{', '}');
        }};
        Deque<Character> stack = new LinkedList<>();
        for (int i = 0; i < s.length(); ++i) {
            char c = s.charAt(i);
            if (pair.containsKey(c)) {
                stack.push(c);
            } else {
                if (stack.isEmpty() || c != pair.get(stack.peek())) {
                    return false;
                }
                stack.pop();
            }
        }
        return stack.isEmpty();
    }
}

// go: 时间 4 ms, 击败 14.60%; 内存 1.9 MB, 击败 79.90%
func isValid(s string) bool {
    if len(s) % 2 == 1 {
        return false
    }
    pair := map[byte]byte {
        '(': ')',
        '[': ']',
        '{': '}',
    }
    stack := []byte{}
    for i := 0; i < len(s); i++ {
        c := s[i]
        if _, ok := pair[c]; ok {
            stack = append(stack, c)
        } else {
            if len(stack) == 0 || c != pair[stack[len(stack)-1]] {
                return false
            }
            stack = stack[:len(stack)-1]
        }
    } 
    return len(stack) == 0
}

// go: 时间 0 ms, 击败 100%; 内存 1.9 MB, 击败 49.11%
func isValid(s string) bool {
    if len(s) % 2 == 1 {
        return false
    }
    pair := map[rune]rune {
        '(': ')',
        '[': ']',
        '{': '}',
    }
    stack := []rune{}
    for _, c := range s {
        if _, ok := pair[c]; ok {
            stack = append(stack, c)
        } else {
            if len(stack) == 0 || c != pair[stack[len(stack)-1]] {
                return false
            }
            stack = stack[:len(stack)-1]
        }
    } 
    return len(stack) == 0
}

// javascript: 时间 64 ms, 击败 74.50%; 内存 41.6 MB, 击败 49.83%
/**
 * @param {string} s
 * @return {boolean}
 */
var isValid = function(s) {
    if (s.length % 2 == 1) {
        return false;
    }
    const pair = new Map([
        ['(', ')'],
        ['[', ']'],
        ['{', '}']
    ]);
    const stack = [];
    for (let c of s) {
        if (pair.has(c)) {
            stack.push(c);
        } else {
            if (!stack.length || c != pair.get(stack.pop())) {
                return false;
            }
        }
    }
    return !stack.length;
};

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