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一,有效的括号
1,栈
判断括号的有效性可以使用「栈」这一数据结构来解决。
我们遍历给定的字符串 ss。当我们遇到一个左括号时,我们会期望在后续的遍历中,有一个相同类型的右括号将其闭合。由于后遇到的左括号要先闭合,因此我们可以将这个左括号放入栈顶。
当我们遇到一个右括号时,我们需要将一个相同类型的左括号闭合。此时,我们可以取出栈顶的左括号并判断它们是否是相同类型的括号。如果不是相同的类型,或者栈中并没有左括号,那么字符串 s 无效,返回False。为了快速判断括号的类型,我们可以使用哈希表存储每一种括号。哈希表的键为右括号,值为相同类型的左括号。
在遍历结束后,如果栈中没有左括号,说明我们将字符串 s 中的所有左括号闭合,返回 True,否则返回False。
注意到有效字符串的长度一定为偶数,因此如果字符串的长度为奇数,我们可以直接返回 False,省去后续的遍历判断过程。
class Solution {
public:
bool isValid(string s) {
int n = s.size();
if (n % 2 == 1) {
return false;
}
unordered_map<char, char> pairs = {
{')', '('},
{']', '['},
{'}', '{'}
};
stack<char> stk;
for (char ch: s) {
if (pairs.count(ch)) {
if (stk.empty() || stk.top() != pairs[ch]) {
return false;
}
stk.pop();
}
else {
stk.push(ch);
}
}
return stk.empty();
}
};
复杂度分析
时间复杂度:O(n),其中 n 是字符串 s 的长度。
空间复杂度:O(n+∣Σ∣),其中 Σ 表示字符集,本题中字符串只包含 6 种括号,∣Σ∣=6。栈中的字符数量为 O(n),而哈希表使用的空间为 O(∣Σ∣),相加即可得到总空间复杂度。
二,用栈实现队列
232. 用栈实现队列 - 力扣(LeetCode)https://leetcode.cn/problems/implement-queue-using-stacks/
1,双栈
思路
将一个栈当作输入栈,用于压入push 传入的数据;另一个栈当作输出栈,用于 pop 和peek 操作。
每次 pop 或 peek 时,若输出栈为空则将输入栈的全部数据依次弹出并压入输出栈,这样输出栈从栈顶往栈底的顺序就是队列从队首往队尾的顺序。
class MyQueue {
private:
stack<int> inStack, outStack;
void in2out() {
while (!inStack.empty()) {
outStack.push(inStack.top());
inStack.pop();
}
}
public:
MyQueue() {}
void push(int x) {
inStack.push(x);
}
int pop() {
if (outStack.empty()) {
in2out();
}
int x = outStack.top();
outStack.pop();
return x;
}
int peek() {
if (outStack.empty()) {
in2out();
}
return outStack.top();
}
bool empty() {
return inStack.empty() && outStack.empty();
}
};
复杂度分析
时间复杂度:push 和 empty 为O(1),pop 和 peek 为均摊 O(1)。对于每个元素,至多入栈和出栈各两次,故均摊复杂度为 O(1)。
空间复杂度:O(n)。其中 n 是操作总数。对于有 n次 push 操作的情况,队列中会有 n 个元素,故空间复杂度为 O(n)。