队列、栈专题

news2024/9/21 11:06:47

队列、栈专题

- LeetCode 20. 有效的括号
- - 解题思路
  - 代码实现
- LeetCode 921. 使括号有效的最少添加
- - 解题思路
  - 代码实现
- LeetCode 1541. 平衡括号字符串的最少插入次数
- - 解题思路
  - 代码实现
- 总结

不要纠结，干就完事了，熟练度很重要！！！多练习，多总结！！！

LeetCode 20. 有效的括号

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解题思路

遇到左括号就入栈，遇到右括号就去栈中寻找最近的左括号，看是否匹配，最后记得检查栈是否清空了，这才算匹配完成。

代码实现

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

        return stack.isEmpty();
    }

    public char leftOf(char c){
        if(c == ')'){
            return '(';
        }else if(c == ']'){
            return '[';
        }else if(c == '}'){
            return '{';
        }
        return ' ';
    }
}

LeetCode 921. 使括号有效的最少添加

在这里插入图片描述

解题思路

核心思路是以左括号为基准，通过维护对右括号的需求数need，来计算最小的插入次数。需要注意两个地方：

当need == -1的时候意味着什么？

因为只有遇到右括号)的时候才会need–，need == -1意味着右括号太多了，所以需要插入左括号。
比如说s = “))“这种情况，需要插入 2 个左括号，使得s变成”()()”，才是一个合法括号串。

算法为什么返回res + need？

因为res记录的左括号的插入次数，need记录了右括号的需求，当 for 循环结束后，若need不为 0，那么就意味着右括号还不够，需要插入。
比如说s = “))(“这种情况，插入 2 个左括号之后，还要再插入 1 个右括号，使得s变成”()()()”，才是一个合法括号串。

代码实现

class Solution {
    public int minAddToMakeValid(String s) {
        int res = 0, need = 0;
        for(char c: s.toCharArray()){
            if(c == '('){
                need++;
            }else if(c == ')'){
                need--;
                if(need == -1){
                    res++;
                    need = 0;
                }
            }
        }
        return res+need;
    }
}

LeetCode 1541. 平衡括号字符串的最少插入次数

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解题思路

当need == -1时，意味着我们遇到一个多余的右括号，显然需要插入一个左括号。

if (s[i] == ')') {
    need--;
    // 说明右括号太多了
    if (need == -1) {
        // 需要插入一个左括号
        res++;
        // 同时，对右括号的需求变为 1
        need = 1;
    }
}

当遇到左括号时，若对右括号的需求量为奇数，需要插入 1 个右括号。因为一个左括号需要两个右括号嘛，右括号的需求必须是偶数。（记住res和need代表含义不同，一加一减不可抵消，在need==-1时还有额外判断逻辑）

if (s[i] == '(') {
    need += 2;
    if (need % 2 == 1) {
        // 插入一个右括号
        res++;
        // 对右括号的需求减一
        need--;
    }
}

代码实现

class Solution {
    public int minInsertions(String s) {
        int res = 0, need = 0;
        for(char c :s.toCharArray()){
            if(c == '('){
                need+=2;
                if (need % 2 == 1) {
                    res++;
                    need--;
                }
            }else if(c == ')'){
                need--;
                if(need == -1){
                    res++;
                    need = 1;
                }
            }
        }
        return res+need;
    }
}