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括号问题

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本文字数： 4.1k 阅读时长 ≈ 4 分钟

括号问题

刷Leetcode时，遇到过许多括号问题，总结一下

有效括号

给定一个只包括 ‘(‘，’)’，’{‘，’}’，’[‘，’]’ 的字符串，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。
注意空字符串可被认为是有效字符串。

示例 1:

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输入: "()"
输出: true

示例 2:

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2
输入: "()[]{}"
输出: true

示例 3:

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输入: "(]"
输出: false

示例 4:

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输入: "([)]"
输出: false

示例 5:

1
2
输入: "{[]}"
输出: true

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/valid-parentheses
著作权归领扣网络所有。商业转载请联系官方授权，非商业转载请注明出处。

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class Solution {
    private HashMap<Character, Character> mappings;
    public boolean isValid(String s) {
        if(s==null||s.length()==0) return true;
        this.mappings = new HashMap<Character, Character>();
        this.mappings.put(')', '(');
        this.mappings.put('}', '{');
        this.mappings.put(']', '[');
        Stack<Character> charStack = new Stack<>();
       
        for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
            char ch = s.charAt(i);

            if (this.mappings.containsKey(ch)) {
                char topElement = charStack.empty() ? '#' : charStack.pop();
                if (topElement != this.mappings.get(ch)) {
                    return false;
                }

            }else{
                charStack.push(ch);                
            }
        }
        return charStack.isEmpty();
    }
}

括号生成

数字 n 代表生成括号的对数，请你设计一个函数，用于能够生成所有可能的并且 有效的 括号组合。

示例：

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输入：n = 3
输出：[
       "((()))",
       "(()())",
       "(())()",
       "()(())",
       "()()()"
     ]

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/generate-parentheses
著作权归领扣网络所有。商业转载请联系官方授权，非商业转载请注明出处。

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class Solution {
    List<String> res = null;
    public List<String> generateParenthesis(int n) {
          res = new ArrayList<>();
        char [] Parenthesis = new char[2*n];
        for (int i = 0; i < Parenthesis.length; i++) {
            Parenthesis[i]='(';
        }
        dfs(Parenthesis,1,0);
        return res;
    }

     void dfs(char[] Parenthesis,int index,int count){
        if (count==Parenthesis.length/2) {
            res.add(String.valueOf(Parenthesis));
            return;
        }

        for (int i = index; i < Parenthesis.length; i++) {
            if (i+1<(count+1)*2) continue;
            Parenthesis[i] = ')';
            dfs(Parenthesis,i+1,count+1);
            Parenthesis[i]='(';
        }
    }
}

最长有效括号

给定一个只包含 ‘(‘ 和 ‘)’ 的字符串，找出最长的包含有效括号的子串的长度。

示例 1:

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输入: "(()"
输出: 2
解释: 最长有效括号子串为 "()"

示例 2:

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输入: ")()())"
输出: 4
解释: 最长有效括号子串为 "()()"

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/longest-valid-parentheses
著作权归领扣网络所有。商业转载请联系官方授权，非商业转载请注明出处。

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/**
 * 困难级别，以后需要回看一下
 */
public class longestValidParentheses {
    //动态规划
    public int LongestValidParentheses(String s) {
        int maxans = 0;
        int []dp = new int[s.length()];
        for (int i = 1; i < dp.length; i++) {
            if (s.charAt(i)==')') {

                if (s.charAt(i-1)=='(') {
                    //刚好凑一对
                    dp[i]=(i>2 ? dp[i-2] : 0)+2;
                }else if(i - dp[i - 1] > 0 && s.charAt(i - dp[i - 1] - 1) == '('){
                    //跟远方的凑成一对
                    dp[i] = dp[i - 1] + ((i - dp[i - 1]) >= 2 ? dp[i - dp[i - 1] - 2] : 0) + 2;
                }
                maxans = Math.max(maxans, dp[i]);
            }
        }
        return maxans;
    }

    //使用栈的方法进行
    public int LongestValidParentheses2(String s) {
        int maxans = 0;
        //将下标存进去
        Stack<Integer> stack = new Stack<>();
        stack.push(-1);
        for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
            if (s.charAt(i) == '(') {
                stack.push(i);
            } else {
                stack.pop();
                if (stack.empty()) {
                    stack.push(i);
                } else {
                    maxans = Math.max(maxans, i - stack.peek());
                }
            }
        }
        return maxans;
    }

    //贪心算法
    public int longestValidParentheses3(String s) {
        int left = 0, right = 0, maxlength = 0;
        for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
            if (s.charAt(i) == '(') {
                left++;
            } else {
                right++;
            }
            if (left == right) {
                maxlength = Math.max(maxlength, 2 * right);
            } else if (right > left) {
                left = right = 0;
            }
        }
        left = right = 0;
        for (int i = s.length() - 1; i >= 0; i--) {
            if (s.charAt(i) == '(') {
                left++;
            } else {
                right++;
            }
            if (left == right) {
                maxlength = Math.max(maxlength, 2 * left);
            } else if (left > right) {
                left = right = 0;
            }
        }
        return maxlength;
    }

    public static void main(String[] args) {
        longestValidParentheses l = new longestValidParentheses();
        String s = "()(())";
        System.out.println(l.LongestValidParentheses(s));
    }
}