# 0020. 有效的括號
## 題目地址(20. 有效的括號)
<https://leetcode-cn.com/problems/valid-parentheses/description>
## 題目描述
```
<pre class="calibre18">```
給定一個只包括 '(',')','{','}','[',']' 的字符串,判斷字符串是否有效。
有效字符串需滿足:
左括號必須用相同類型的右括號閉合。
左括號必須以正確的順序閉合。
注意空字符串可被認為是有效字符串。
示例 1:
輸入: "()"
輸出: true
示例 2:
輸入: "()[]{}"
輸出: true
示例 3:
輸入: "(]"
輸出: false
示例 4:
輸入: "([)]"
輸出: false
示例 5:
輸入: "{[]}"
輸出: true
```
```
## 前置知識
- [棧](https://github.com/azl397985856/leetcode/blob/master/thinkings/basic-data-structure.md)
## 公司
- 阿里
- 百度
- 騰訊
- 字節
- airbnb
- amazon
- bloomberg
- facebook
- google
- microsoft
- twitter
- zenefits
## 棧
### 思路
關于這道題的思路,鄧俊輝講的非常好,沒有看過的同學可以看一下,[視頻地址](http://www.xuetangx.com/courses/course-v1:TsinghuaX+30240184+sp/courseware/ad1a23c053df4501a3facd66ef6ccfa9/8d6f450e7f7a445098ae1d507fda80f6/)。
使用棧,遍歷輸入字符串
如果當前字符為左半邊括號時,則將其壓入棧中
如果遇到右半邊括號時,分類討論:
1)如棧不為空且為對應的左半邊括號,則取出棧頂元素,繼續循環
2)若此時棧為空,則直接返回 false
3)若不為對應的左半邊括號,反之返回 false

(圖片來自: <https://github.com/MisterBooo/LeetCodeAnimation>)
> 值得注意的是,如果題目要求只有一種括號,那么我們其實可以使用更簡潔,更省內存的方式 - 計數器來進行求解,而 不必要使用棧。
>
> 事實上,這類問題還可以進一步擴展,我們可以去解析類似 HTML 等標記語法, 比如
### 關鍵點解析
1. 棧的基本特點和操作
2. 如果你用的是 JS 沒有現成的棧,可以用數組來模擬 入: push 出:pop
> 入: push 出 shift 就是隊列
### 代碼
代碼支持:JS,Python
Javascript Code:
```
<pre class="calibre18">```
<span class="hljs-title">/**
* @param {string} s
* @return {boolean}
*/</span>
<span class="hljs-keyword">var</span> isValid = <span class="hljs-function"><span class="hljs-keyword">function</span> (<span class="hljs-params">s</span>) </span>{
<span class="hljs-keyword">let</span> valid = <span class="hljs-params">true</span>;
<span class="hljs-keyword">const</span> stack = [];
<span class="hljs-keyword">const</span> mapper = {
<span class="hljs-string">"{"</span>: <span class="hljs-string">"}"</span>,
<span class="hljs-string">"["</span>: <span class="hljs-string">"]"</span>,
<span class="hljs-string">"("</span>: <span class="hljs-string">")"</span>,
};
<span class="hljs-keyword">for</span> (<span class="hljs-keyword">let</span> i <span class="hljs-keyword">in</span> s) {
<span class="hljs-keyword">const</span> v = s[i];
<span class="hljs-keyword">if</span> ([<span class="hljs-string">"("</span>, <span class="hljs-string">"["</span>, <span class="hljs-string">"{"</span>].indexOf(v) > <span class="hljs-params">-1</span>) {
stack.push(v);
} <span class="hljs-keyword">else</span> {
<span class="hljs-keyword">const</span> peak = stack.pop();
<span class="hljs-keyword">if</span> (v !== mapper[peak]) {
<span class="hljs-keyword">return</span> <span class="hljs-params">false</span>;
}
}
}
<span class="hljs-keyword">if</span> (stack.length > <span class="hljs-params">0</span>) <span class="hljs-keyword">return</span> <span class="hljs-params">false</span>;
<span class="hljs-keyword">return</span> valid;
};
```
```
Python Code:
```
<pre class="calibre18">```
<span class="hljs-class"><span class="hljs-keyword">class</span> <span class="hljs-title">Solution</span>:</span>
<span class="hljs-function"><span class="hljs-keyword">def</span> <span class="hljs-title">isValid</span><span class="hljs-params">(self,s)</span>:</span>
stack = []
map = {
<span class="hljs-string">"{"</span>:<span class="hljs-string">"}"</span>,
<span class="hljs-string">"["</span>:<span class="hljs-string">"]"</span>,
<span class="hljs-string">"("</span>:<span class="hljs-string">")"</span>
}
<span class="hljs-keyword">for</span> x <span class="hljs-keyword">in</span> s:
<span class="hljs-keyword">if</span> x <span class="hljs-keyword">in</span> map:
stack.append(map[x])
<span class="hljs-keyword">else</span>:
<span class="hljs-keyword">if</span> len(stack)!=<span class="hljs-params">0</span>:
top_element = stack.pop()
<span class="hljs-keyword">if</span> x != top_element:
<span class="hljs-keyword">return</span> <span class="hljs-keyword">False</span>
<span class="hljs-keyword">else</span>:
<span class="hljs-keyword">continue</span>
<span class="hljs-keyword">else</span>:
<span class="hljs-keyword">return</span> <span class="hljs-keyword">False</span>
<span class="hljs-keyword">return</span> len(stack) == <span class="hljs-params">0</span>
```
```
**復雜度分析**
- 時間復雜度:O(N)O(N)O(N)
- 空間復雜度:O(N)O(N)O(N)
## O(1) 空間
### 思路
基本思路是修改參數,將參數作為我們的棧。 隨著我們不斷遍歷, s 慢慢變成了一個棧。
因此 Python,Java,JS 等**字符串不可變**的語言無法使用此方法達到 O(1)O(1)O(1)。
具體參考: [No stack O(1) space complexity O(n) time complexity solution in C++](https://leetcode.com/problems/valid-parentheses/discuss/9478/No-stack-O(1)-space-complexity-O(n)-time-complexity-solution-in-C++/244061>)
### 代碼
代碼支持:C++
C++:
```
<pre class="calibre18">```
<span class="hljs-keyword">class</span> Solution {
<span class="hljs-keyword">public</span>:
<span class="hljs-function"><span class="hljs-keyword">bool</span> <span class="hljs-title">isValid</span><span class="hljs-params">(<span class="hljs-params">string</span> s)</span> </span>{
<span class="hljs-keyword">int</span> top = <span class="hljs-params">-1</span>;
<span class="hljs-keyword">for</span>(<span class="hljs-keyword">int</span> i =<span class="hljs-params">0</span>;i<s.length();++i){
<span class="hljs-keyword">if</span>(top<<span class="hljs-params">0</span> || !isMatch(s[top], s[i])){
++top;
s[top] = s[i];
}<span class="hljs-keyword">else</span>{
--top;
}
}
<span class="hljs-keyword">return</span> top == <span class="hljs-params">-1</span>;
}
<span class="hljs-function"><span class="hljs-keyword">bool</span> <span class="hljs-title">isMatch</span><span class="hljs-params">(<span class="hljs-keyword">char</span> c1, <span class="hljs-keyword">char</span> c2)</span></span>{
<span class="hljs-keyword">if</span>(c1 == <span class="hljs-string">'('</span> && c2 == <span class="hljs-string">')'</span>) <span class="hljs-keyword">return</span> <span class="hljs-params">true</span>;
<span class="hljs-keyword">if</span>(c1 == <span class="hljs-string">'['</span> && c2 == <span class="hljs-string">']'</span>) <span class="hljs-keyword">return</span> <span class="hljs-params">true</span>;
<span class="hljs-keyword">if</span>(c1 == <span class="hljs-string">'{'</span> && c2 == <span class="hljs-string">'}'</span>) <span class="hljs-keyword">return</span> <span class="hljs-params">true</span>;
<span class="hljs-keyword">return</span> <span class="hljs-params">false</span>;
}
};
```
```
**復雜度分析**
- 時間復雜度:O(N)O(N)O(N)
- 空間復雜度:O(1)O(1)O(1)
## 正則匹配
### 思路
我們不斷通過消除 '\[\]' , '()', '{}' ,最后判斷剩下的是否是空串即可,就像開心消消樂一樣。
### 代碼
代碼支持:Python,JavaScript
Python:
```
<pre class="calibre18">```
<span class="hljs-class"><span class="hljs-keyword">class</span> <span class="hljs-title">Solution</span>:</span>
<span class="hljs-function"><span class="hljs-keyword">def</span> <span class="hljs-title">isValid</span><span class="hljs-params">(self, s)</span>:</span>
<span class="hljs-keyword">while</span> <span class="hljs-string">'[]'</span> <span class="hljs-keyword">in</span> s <span class="hljs-keyword">or</span> <span class="hljs-string">'()'</span> <span class="hljs-keyword">in</span> s <span class="hljs-keyword">or</span> <span class="hljs-string">'{}'</span> <span class="hljs-keyword">in</span> s:
s = s.replace(<span class="hljs-string">'[]'</span>,<span class="hljs-string">''</span>).replace(<span class="hljs-string">'()'</span>,<span class="hljs-string">''</span>).replace(<span class="hljs-string">'{}'</span>,<span class="hljs-string">''</span>)
<span class="hljs-keyword">return</span> <span class="hljs-keyword">not</span> len(s)
```
```
JavaScript:
```
<pre class="calibre18">```
<span class="hljs-keyword">var</span> isValid = <span class="hljs-function"><span class="hljs-keyword">function</span> (<span class="hljs-params">s</span>) </span>{
<span class="hljs-keyword">while</span> (s.includes(<span class="hljs-string">"[]"</span>) || s.includes(<span class="hljs-string">"()"</span>) || s.includes(<span class="hljs-string">"{}"</span>)) {
s = s.replace(<span class="hljs-string">"[]"</span>, <span class="hljs-string">""</span>).replace(<span class="hljs-string">"()"</span>, <span class="hljs-string">""</span>).replace(<span class="hljs-string">"{}"</span>, <span class="hljs-string">""</span>);
}
s = s.replace(<span class="hljs-string">"[]"</span>, <span class="hljs-string">""</span>).replace(<span class="hljs-string">"()"</span>, <span class="hljs-string">""</span>).replace(<span class="hljs-string">"{}"</span>, <span class="hljs-string">""</span>);
<span class="hljs-keyword">return</span> s.length === <span class="hljs-params">0</span>;
};
```
```
**復雜度分析**
- 時間復雜度:取決于正則引擎的實現
- 空間復雜度:取決于正則引擎的實現
## 相關題目
- [32. 最長有效括號](32.longest-valid-parentheses.html)
## 擴展
- 如果讓你檢查 XML 標簽是否閉合如何檢查, 更進一步如果要你實現一個簡單的 XML 的解析器,應該怎么實現?
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- Introduction
- 第一章 - 算法專題
- 數據結構
- 基礎算法
- 二叉樹的遍歷
- 動態規劃
- 哈夫曼編碼和游程編碼
- 布隆過濾器
- 字符串問題
- 前綴樹專題
- 《貪婪策略》專題
- 《深度優先遍歷》專題
- 滑動窗口(思路 + 模板)
- 位運算
- 設計題
- 小島問題
- 最大公約數
- 并查集
- 前綴和
- 平衡二叉樹專題
- 第二章 - 91 天學算法
- 第一期講義-二分法
- 第一期講義-雙指針
- 第二期
- 第三章 - 精選題解
- 《日程安排》專題
- 《構造二叉樹》專題
- 字典序列刪除
- 百度的算法面試題 * 祖瑪游戲
- 西法的刷題秘籍】一次搞定前綴和
- 字節跳動的算法面試題是什么難度?
- 字節跳動的算法面試題是什么難度?(第二彈)
- 《我是你的媽媽呀》 * 第一期
- 一文帶你看懂二叉樹的序列化
- 穿上衣服我就不認識你了?來聊聊最長上升子序列
- 你的衣服我扒了 * 《最長公共子序列》
- 一文看懂《最大子序列和問題》
- 第四章 - 高頻考題(簡單)
- 面試題 17.12. BiNode
- 0001. 兩數之和
- 0020. 有效的括號
- 0021. 合并兩個有序鏈表
- 0026. 刪除排序數組中的重復項
- 0053. 最大子序和
- 0088. 合并兩個有序數組
- 0101. 對稱二叉樹
- 0104. 二叉樹的最大深度
- 0108. 將有序數組轉換為二叉搜索樹
- 0121. 買賣股票的最佳時機
- 0122. 買賣股票的最佳時機 II
- 0125. 驗證回文串
- 0136. 只出現一次的數字
- 0155. 最小棧
- 0167. 兩數之和 II * 輸入有序數組
- 0169. 多數元素
- 0172. 階乘后的零
- 0190. 顛倒二進制位
- 0191. 位1的個數
- 0198. 打家劫舍
- 0203. 移除鏈表元素
- 0206. 反轉鏈表
- 0219. 存在重復元素 II
- 0226. 翻轉二叉樹
- 0232. 用棧實現隊列
- 0263. 丑數
- 0283. 移動零
- 0342. 4的冪
- 0349. 兩個數組的交集
- 0371. 兩整數之和
- 0437. 路徑總和 III
- 0455. 分發餅干
- 0575. 分糖果
- 0874. 模擬行走機器人
- 1260. 二維網格遷移
- 1332. 刪除回文子序列
- 第五章 - 高頻考題(中等)
- 0002. 兩數相加
- 0003. 無重復字符的最長子串
- 0005. 最長回文子串
- 0011. 盛最多水的容器
- 0015. 三數之和
- 0017. 電話號碼的字母組合
- 0019. 刪除鏈表的倒數第N個節點
- 0022. 括號生成
- 0024. 兩兩交換鏈表中的節點
- 0029. 兩數相除
- 0031. 下一個排列
- 0033. 搜索旋轉排序數組
- 0039. 組合總和
- 0040. 組合總和 II
- 0046. 全排列
- 0047. 全排列 II
- 0048. 旋轉圖像
- 0049. 字母異位詞分組
- 0050. Pow(x, n)
- 0055. 跳躍游戲
- 0056. 合并區間
- 0060. 第k個排列
- 0062. 不同路徑
- 0073. 矩陣置零
- 0075. 顏色分類
- 0078. 子集
- 0079. 單詞搜索
- 0080. 刪除排序數組中的重復項 II
- 0086. 分隔鏈表
- 0090. 子集 II
- 0091. 解碼方法
- 0092. 反轉鏈表 II
- 0094. 二叉樹的中序遍歷
- 0095. 不同的二叉搜索樹 II
- 0096. 不同的二叉搜索樹
- 0098. 驗證二叉搜索樹
- 0102. 二叉樹的層序遍歷
- 0103. 二叉樹的鋸齒形層次遍歷
- 105. 從前序與中序遍歷序列構造二叉樹
- 0113. 路徑總和 II
- 0129. 求根到葉子節點數字之和
- 0130. 被圍繞的區域
- 0131. 分割回文串
- 0139. 單詞拆分
- 0144. 二叉樹的前序遍歷
- 0150. 逆波蘭表達式求值
- 0152. 乘積最大子數組
- 0199. 二叉樹的右視圖
- 0200. 島嶼數量
- 0201. 數字范圍按位與
- 0208. 實現 Trie (前綴樹)
- 0209. 長度最小的子數組
- 0211. 添加與搜索單詞 * 數據結構設計
- 0215. 數組中的第K個最大元素
- 0221. 最大正方形
- 0229. 求眾數 II
- 0230. 二叉搜索樹中第K小的元素
- 0236. 二叉樹的最近公共祖先
- 0238. 除自身以外數組的乘積
- 0240. 搜索二維矩陣 II
- 0279. 完全平方數
- 0309. 最佳買賣股票時機含冷凍期
- 0322. 零錢兌換
- 0328. 奇偶鏈表
- 0334. 遞增的三元子序列
- 0337. 打家劫舍 III
- 0343. 整數拆分
- 0365. 水壺問題
- 0378. 有序矩陣中第K小的元素
- 0380. 常數時間插入、刪除和獲取隨機元素
- 0416. 分割等和子集
- 0445. 兩數相加 II
- 0454. 四數相加 II
- 0494. 目標和
- 0516. 最長回文子序列
- 0518. 零錢兌換 II
- 0547. 朋友圈
- 0560. 和為K的子數組
- 0609. 在系統中查找重復文件
- 0611. 有效三角形的個數
- 0718. 最長重復子數組
- 0754. 到達終點數字
- 0785. 判斷二分圖
- 0820. 單詞的壓縮編碼
- 0875. 愛吃香蕉的珂珂
- 0877. 石子游戲
- 0886. 可能的二分法
- 0900. RLE 迭代器
- 0912. 排序數組
- 0935. 騎士撥號器
- 1011. 在 D 天內送達包裹的能力
- 1014. 最佳觀光組合
- 1015. 可被 K 整除的最小整數
- 1019. 鏈表中的下一個更大節點
- 1020. 飛地的數量
- 1023. 駝峰式匹配
- 1031. 兩個非重疊子數組的最大和
- 1104. 二叉樹尋路
- 1131.絕對值表達式的最大值
- 1186. 刪除一次得到子數組最大和
- 1218. 最長定差子序列
- 1227. 飛機座位分配概率
- 1261. 在受污染的二叉樹中查找元素
- 1262. 可被三整除的最大和
- 1297. 子串的最大出現次數
- 1310. 子數組異或查詢
- 1334. 閾值距離內鄰居最少的城市
- 1371.每個元音包含偶數次的最長子字符串
- 第六章 - 高頻考題(困難)
- 0004. 尋找兩個正序數組的中位數
- 0023. 合并K個升序鏈表
- 0025. K 個一組翻轉鏈表
- 0030. 串聯所有單詞的子串
- 0032. 最長有效括號
- 0042. 接雨水
- 0052. N皇后 II
- 0084. 柱狀圖中最大的矩形
- 0085. 最大矩形
- 0124. 二叉樹中的最大路徑和
- 0128. 最長連續序列
- 0145. 二叉樹的后序遍歷
- 0212. 單詞搜索 II
- 0239. 滑動窗口最大值
- 0295. 數據流的中位數
- 0301. 刪除無效的括號
- 0312. 戳氣球
- 0335. 路徑交叉
- 0460. LFU緩存
- 0472. 連接詞
- 0488. 祖瑪游戲
- 0493. 翻轉對
- 0887. 雞蛋掉落
- 0895. 最大頻率棧
- 1032. 字符流
- 1168. 水資源分配優化
- 1449. 數位成本和為目標值的最大數字
- 后序