文章目錄

• • • 括號★★
    • 有效的括號★
    • 最長有效括號★★★
    • 有效的括號字符串★★
    • 使括號有效的最少添加★★
    • 有效括號的嵌套深度★★
    • 反轉每對括號間的子串★★

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括號★★

LeetC面試題 08.09. 括號

【題目】括號。設計一種算法，打印n對括號的所有合法的（例如，開閉一一對應）組合。

說明：解集不能包含重復的子集。

【示例】

輸入：n = 3 ["((()))","(()())","(())()","()(())","()()()" ]

【解題思路】使用遞歸來生成括號

• 若在生成過程中右括號數量大于左括號數量則終止遞歸，或者左括號超過限定數目n則終止遞歸

• 若左括號等于右括號等于n，則添加至結果集并且終止遞歸

class Solution {List<String> res;public List<String> generateParenthesis(int n) {res = new ArrayList<String>();helper("", n, n);return res;}private void helper(String str, int le, int ri) {if(le > ri || le < 0) return;if(le == 0 && ri == 0) {res.add(new String(str));return;}helper(str + "(", le - 1, ri);helper(str + ")", le, ri - 1);} }

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有效的括號★

LeetCode20. 有效的括號

【題目】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】

----輸入: "()[]{}" 輸出: true ----輸入: "([)]" 輸出: false

【解題思路】

方法一：使用棧模擬，遍歷字符串

• 若為左括號則入棧
• 若為右括號則判斷棧頂元素，若棧為空則返回false，若棧頂元素是與之對應的左括號則出棧，否則返回false
• 最后若棧為空，則返回true，否則返回false

class Solution {public boolean isValid(String s) {Stack<Character> stack = new Stack<Character>();for(char c : s.toCharArray()) {if(c == '(' || c == '[' || c == '{') {stack.push(c);}else if(!stack.isEmpty()){if(c == ')' && stack.peek() == '(' || c == ']' && stack.peek() == '[' ||c == '}' && stack.peek() == '{') {stack.pop();}else {return false;}}else {return false;}}return stack.isEmpty();} }

方法二：使用String類的函數，用""替換所有的()[]{}，最后判斷字符串是否為空即可

class Solution {public boolean isValid(String s) {while(!s.equals("")) {String str = s.replace("()", "").replace("[]", "").replace("{}", "");if(str.equals(s)) return false;s = str;}return true;} }

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最長有效括號★★★

LeetCode32. 最長有效括號

【題目】給你一個只包含 '(' 和 ')' 的字符串，找出最長有效（格式正確且連續）括號子串的長度。

【示例】

輸入：s = ")()())" 輸出：4 解釋：最長有效括號子串是 "()()"

【解題思路】使用棧保存左括號下標，棧初始化為（-1）

• 對于左括號，入棧對應下標
• 對于右括號，出棧一個下標（表示出棧下標對應的左括號對應當前右括號）
  • 若棧為空，則說明不能構成有效括號，入棧當前下標（已遍歷最右端不能構成有效括號的下標）
  • 若棧不為空，則說明出棧下標對應為有效括號，更新res = Math.max(res, i - stack.peek())

class Solution {public int longestValidParentheses(String s) {Stack<Integer> stack = new Stack<>();stack.push(-1);int res = 0;for(int i = 0; i < s.length(); i++) {if(s.charAt(i) == '(') {stack.push(i);}else {stack.pop();if(stack.isEmpty()) {stack.push(i);}else {res = Math.max(res, i - stack.peek());}}}return res;} }

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有效的括號字符串★★

LeetCode678. 有效的括號字符串

【題目】給定一個只包含三種字符的字符串：（ ，） 和 *，寫一個函數來檢驗這個字符串是否為有效字符串。有效字符串具有如下規則：

• 任何左括號 ( 必須有相應的右括號 )
• 任何右括號 ) 必須有相應的左括號 (
• 左括號 ( 必須在對應的右括號之前 )

• *可以被視為單個右括號 ) ，或單個左括號 ( ，或一個空字符串
• 一個空字符串也被視為有效字符串

**注意:**字符串大小將在 [1，100] 范圍內。

【示例】

---輸入: "()" 輸出: True ---輸入: "(*))" 輸出: True

【解題思路】

方法一：雙棧模擬，棧left保存左括號下標，棧star保存*下標，遍歷字符串

• 若當前字符為（，則將下標i進棧left
• 若當前字符為*，則將其下標i進棧start
• 若當前字符為），若left不為空，優先配對出棧；若left為空且star不為空，則star出棧（表示當前出棧的下標處*可以表示一個左括號）；若left和star均為空，則沒有與其配對的，返回false

然后再來看left和star中元素，此時表示*代替右括號來配對left棧中剩余的左括號

• 若left棧頂元素大于star棧頂元素，表示*下標處于左括號下標左邊，返回false
• 否則均出棧一個元素，表示配對

最后若left不為空，表示剩余左括號無法配對，返回false，若為空，返回true

class Solution {public boolean checkValidString(String s) {Stack<Integer> left = new Stack<Integer>();Stack<Integer> star = new Stack<Integer>();for(int i = 0; i < s.length(); i++) {char c = s.charAt(i);if(c == '(') {left.push(i);}else if(c == '*') {star.push(i);}else {if(!left.isEmpty()) {left.pop();}else if(!star.isEmpty()) {star.pop();}else {return false;}}}while(!left.isEmpty() && !star.isEmpty()) {if(left.pop() > star.pop()) return false;}return left.isEmpty();} }

方法二：使用兩個變量lo和hi分別表示未匹配左括號的上界和下界

class Solution {public boolean checkValidString(String s) {int lo = 0, hi = 0; //未匹配左括號數量的范圍for(char c : s.toCharArray()) {if(c == '(') {lo++;hi++;}else if(c == ')') {lo = Math.max(0, lo - 1);hi--;if(hi < 0) return false; //右括號多于左括號且不能匹配}else {lo = Math.max(0, lo - 1);hi++;}}return lo == 0;} }

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使括號有效的最少添加★★

LeetCode使括號有效的最少添加

【題目】給定一個由 ‘(’ 和 ‘)’ 括號組成的字符串 S，我們需要添加最少的括號（ ‘(’ 或是 ‘)’，可以在任何位置），以使得到的括號字符串有效。

從形式上講，只有滿足下面幾點之一，括號字符串才是有效的：

• 它是一個空字符串，或者
• 它可以被寫成 AB （A 與 B 連接）, 其中 A 和 B 都是有效字符串，或者
• 它可以被寫作 (A)，其中 A 是有效字符串。

給定一個括號字符串，返回為使結果字符串有效而必須添加的最少括號數。

【示例】

---輸入："(((" 輸出：3 ---輸入："()))((" 輸出：4

【解題思路】最少添加至每個括號剛好匹配，即補充括號使不匹配的括號匹配

方法一：遍歷統計，使用countLeft標記左括號的個數，leastAdd記錄添加個數

• 若為左括號，則countLeft++
• 若為右括號，若countLeft值大于0，則表示當前右括號有相應左括號與其配對，若countLeft值等于0，則表示沒有與之對應的左括號配對，即需要添加一個（leastAdd++）

最后返回leastAdd + countLeft，此時countLeft表示沒有與之配對的右括號的數量

class Solution {public int minAddToMakeValid(String S) {int countLeft = 0; //標記左括號的個數int leastAdd = 0; //最少添加個數for(char c : S.toCharArray()){if(c == '(') {countLeft++;}else {if(countLeft == 0) {leastAdd++;}else {countLeft--;}}} return leastAdd + countLeft;} }

方法二：使用空字符串替換所有的()，最后剩余字符串的長度就是其未匹配的括號數量

class Solution {public int minAddToMakeValid(String S) {while(S.contains("()")) {S = S.replace("()", "");}return S.length();} }

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有效括號的嵌套深度★★

LeetCode有效括號的嵌套深度

【題目】有效括號字符串 定義：對于每個左括號，都能找到與之對應的右括號，反之亦然。詳情參見題末「有效括號字符串」部分。

嵌套深度 depth 定義：即有效括號字符串嵌套的層數，depth(A) 表示有效括號字符串 A 的嵌套深度。詳情參見題末**「嵌套深度」**部分。

有效括號字符串類型與對應的嵌套深度計算方法如下圖所示：

[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片保存下來直接上傳(img-hyBBnVS8-1610270685893)(…\LeetCode\great\有效括號嵌套深度.png)]

給你一個「有效括號字符串」 seq，請你將其分成兩個不相交的有效括號字符串，A 和 B，并使這兩個字符串的深度最小。

• 不相交：每個 seq[i] 只能分給 A 和 B 二者中的一個，不能既屬于 A 也屬于 B 。
• A 或 B 中的元素在原字符串中可以不連續。
• A.length + B.length = seq.length
• 深度最小：max(depth(A), depth(B)) 的可能取值最小。

劃分方案用一個長度為 seq.length 的答案數組 answer 表示，編碼規則如下：

• answer[i] = 0，seq[i] 分給 A 。
• answer[i] = 1，seq[i] 分給 B 。

如果存在多個滿足要求的答案，只需返回其中任意 一個 即可。

【示例】

----輸入：seq = "(()())" 輸出：[0,1,1,1,1,0] ----輸入：seq = "()(())()" 輸出：[0,0,0,1,1,0,1,1] 解釋：本示例答案不唯一。 按此輸出 A = "()()", B = "()()", max(depth(A), depth(B)) = 1，它們的深度最小。 像 [1,1,1,0,0,1,1,1]，也是正確結果，其中 A = "()()()", B = "()", max(depth(A), depth(B)) = 1

【解題思路】

對于示例：( ( ) ( ( ) ) ( ) ) 嵌套深度：1 2 2 2 3 3 2 2 2 1 分配方案：A B B B A A B B B A 可見奇數的嵌套深度分配給A，偶數的嵌套深度分配給B class Solution {public int[] maxDepthAfterSplit(String seq) {int[] res = new int[seq.length()];int deep = 0;for(int i = 0; i < seq.length(); i++) {if(seq.charAt(i) == '(') {deep++;res[i] = deep & 1;}else {res[i] = deep & 1;deep--;}}return res;} }

反轉每對括號間的子串★★

1190. 反轉每對括號間的子串

【題目】給出一個字符串 s（僅含有小寫英文字母和括號）。

請你按照從括號內到外的順序，逐層反轉每對匹配括號中的字符串，并返回最終的結果。

注意：您的結果中不應包含任何括號。

提示：

• 0 <= s.length <= 2000
• s 中只有小寫英文字母和括號
• 我們確保所有括號都是成對出現的

【示例】

輸入：s = "(u(love)i)" 輸出："iloveu" ---------------------------------- 輸入：s = "(ed(et(oc))el)" 輸出："leetcode"

【解題思路】

每匹配一對括號就將對應區間內的字符反轉

class Solution {public String reverseParentheses(String s) {StringBuffer sb = new StringBuffer();char[] cs = s.toCharArray();Stack<Integer> stack = new Stack<>();for (int i = 0; i < cs.length; i++) {if (cs[i] == '(') {stack.push(i);} else if (cs[i] == ')') {reverse(cs, stack.pop() + 1, i - 1);}}for (char c : cs) {if (c != '(' && c != ')') {sb.append(c);}}return sb.toString();}private void reverse(char[] cs, int le, int ri) {while (le < ri) {char c = cs[le];cs[le++] = cs[ri];cs[ri--] = c;}} }

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2021/5/27新增題目“反轉每對括號間的子串”

總結

以上是生活随笔為你收集整理的【LeetCode】括号（有效括号、括号生成、最长有效括号）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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