计算有效的括号

给定一个只包括 '(', ')', '{', '}', '[', ']' 的字符串，判断字符串是否有效。

def isValid(s):
    stack = []  # 初始化空栈
    mapping = {')': '(', '}': '{', ']': '['}  # 右括号到左括号的映射
    for char in s:  # 遍历字符串中的每个字符
        if char in mapping:  # 如果当前字符是右括号
            top = stack.pop() if stack else '#'  # 弹出栈顶左括号（栈空时返回'#'）
            if mapping[char] != top:  # 检查是否匹配
                return False
        else:  # 如果是左括号，压入栈
            stack.append(char)
    return not stack  # 栈空则所有括号匹配成功

• 输入：一个字符串 s，仅包含 ( ) { } [ ] 和其他字符（其他字符不影响判断）。

• 输出：True（如果括号匹配正确）或 False（如果括号不匹配）。

核心思路

1. 栈（Stack）的应用：

   • 用栈来跟踪未闭合的括号，遵循 后进先出（LIFO） 原则。

   • 遇到 左括号（(, {, [）时压入栈。

   • 遇到 右括号（), }, ]）时，检查栈顶的左括号是否与之匹配。

2. 哈希表（字典）辅助：

   • 使用字典 mapping 存储右括号到左括号的映射，方便快速查找匹配关系。

关键步骤分析

1. 处理右括号：

   • 当遇到 ), }, ] 时，从栈中弹出栈顶元素（即最近未匹配的左括号）。

   • 如果栈为空（无左括号可匹配），则返回 False（通过 '#' 占位符实现）。

   • 检查弹出的左括号是否与当前右括号匹配（通过 mapping 字典查找）。

2. 处理左括号：

   • 直接压入栈中，等待后续匹配。

3. 最终检查：

   • 遍历结束后，如果栈为空，说明所有括号均正确闭合；否则说明有未闭合的左括号。

示例演示

以输入 s = "()[{}]" 为例：

1. (：压入栈 → stack = ['(']

2. )：弹出 (，与 mapping[')'] 匹配 → stack = []

3. [：压入栈 → stack = ['[']

4. {：压入栈 → stack = ['[', '{']

5. }：弹出 {，与 mapping['}'] 匹配 → stack = ['[']

6. ]：弹出 [，与 mapping[']'] 匹配 → stack = []

7. 栈空 → 返回 True。

边界情况处理

1. 空字符串：

   • 直接返回 True（not [] 为 True）。

2. 只有左括号（如 "({"）：

   • 栈不为空 → 返回 False。

3. 只有右括号（如 ")}"）：

   • 弹出操作时栈为空 → 返回 False。

4. 交错括号（如 "([)]"）：

   • ] 期望匹配 [，但栈顶是 ( → 返回 False。

优化与变种

1. 提前终止：

   • 如果字符串长度为奇数，直接返回 False（因为括号必须成对出现）。

2. 扩展其他符号：

   • 如需支持更多括号类型（如 < >），只需扩展 mapping 字典。

总结

这段代码高效地利用了 栈 和 哈希表 的特性，以简洁的逻辑解决了括号匹配问题，是栈结构的经典应用场景。