java_valid_parentheses

Given a string s containing just the characters '(', ')', '{', '}', '[' and ']', determine if the input string is valid.

An input string is valid if:

1. Open brackets must be closed by the same type of brackets.
2. Open brackets must be closed in the correct order.
3. Every close bracket has a corresponding open bracket of the same type.

Examples

Example 1:

Input: s = "()"
Output: true

Example 2:

Input: s = "()[]{}"
Output: true

Example 3:

Input: s = "(]"
Output: false

Constraints:

• 1 <= s.length <= $10^4$
• s consists of parentheses only '()[]{}'.

解析

給定一個字串 s, 這個字串只會由 '(', ')', '[', ']','{','}' 六種字元所組成

定義字串 s 是 valid 如果符合以下條件：

1 對於每個 '(', '[', '{' 三種字元，找得到在其右方找到對應的 ')',']','}' 來做配對

2 每個 ')',']','}' 三種字元， 找在其左方找到對應的 '(', '[', '{' 來做配對

3 每個字元只能用來做一次配對

4 每個配對位置順需必須正確

在這種情況下假設字串 s 是合法的, 可以發現對於每種字元做計數

可以發現每個位置 的 '(', '[', '{' 個數一定要大於等於 ')',']','}'

因為要能配對成功 ')',']','}' 必須在左方找到 ')',']','}'

且因為配對順序必須正確代表 後出現的字元必須要先配對

所以可以採用 stack 來蒐集 '(', '[', '{'， 當遇到 ')',']','}' 就 pop 出 stack 最上方字元做比對

如果發現 stack 最上方字元 比對不到正確的配對 則返回false

如果到最後都比對正確代表符合 valid 且 stack is empty 則代表可以完全 match 返回 true

作法如下圖

程式碼

import java.util.Map;
import java.util.Stack;

public class Solution {
  public boolean isValid(String s) {
    int sLen = s.length();
    if (sLen <= 1) {
      return false;
    }
    Map<Character, Character> popMap = Map.of(
        ')','(',
        ']','[',
        '}', '{'
    );
    Stack<Character> stack = new Stack<>();
    for (int pos = 0; pos < sLen; pos++) {
      char currentChar = s.charAt(pos);
      if (!popMap.containsKey(currentChar)) {
        stack.push(currentChar);
      } else {
        char matchChar = popMap.get(currentChar);
        if (stack.isEmpty()) {
          return false;
        }
        char topChar = stack.pop();
        if (matchChar != topChar) {
          return false;
        }
      }
    }
    return stack.isEmpty();
  }
}

困難點

1. 需要理解比對的方式具有後進先出的概念

Solve Point

• 初始化一個 stack := []byte{}
• 從 pos := 0..len(s)-1 做以下運算
• 當遇到 s[pos] = '(', '[', '{' 時，把 s[pos] push 到 stack 之內
• 當遇到 s[pos] = ')',']','}' 時 做以下運算
• 如果 stack size == 0 則代表沒有足夠配對的字元,返回 false
• 把 stack pop 出一個字元 檢查這個字元是不是 s[pos] 的對應配對
• 如果不是 則返回 false
• 當走完所有 pos ，如果 stack size == 0 則代表都比對完了返回 true, 否則 false