20. 有效的括号

思路

算法原理
栈先入后出特点恰好与本题括号排序特点一致，即若遇到左括号入栈，遇到右括号时将对应栈顶左括号出栈，则遍历完所有括号后 stack 仍然为空；
建立哈希表 dic 构建左右括号对应关系：keykey 左括号，valuevalue 右括号；这样查询 22 个括号是否对应只需 O(1)O(1) 时间复杂度；建立栈 stack，遍历字符串 s 并按照算法流程一一判断。

算法流程
如果 c 是左括号，则入栈 push；
否则通过哈希表判断括号对应关系，若 stack 栈顶出栈括号 stack.pop() 与当前遍历括号 c 不对应，则提前返回 false。

提前返回 false
提前返回优点：
在迭代过程中，提前发现不符合的括号并且返回，提升算法效率。
解决边界问题：
栈 stack 为空： 此时 stack.pop() 操作会报错；因此，我们采用一个取巧方法，给 stack 赋初值 ?? ，并在哈希表 dic 中建立 key: ‘?’，value:’?’的对应关系予以配合。此时当 stack 为空且 c 为右括号时，可以正常提前返回 false；字符串 s 以左括号结尾： 此情况下可以正常遍历完整个 s，但 stack 中遗留未出栈的左括号；因此，最后需返回 len(stack) == 1，以判断是否是有效的括号组合。

代码

class Solution:
    def isValid(self, s: str) -> bool:
        dic = {'{': '}',  '[': ']', '(': ')', '?': '?'}
        stack = ['?']
        for c in s:
            if c in dic: stack.append(c)
            elif dic[stack.pop()] != c: return False 
        return len(stack) == 1

class Solution {
    private static final Map<Character,Character> map = new HashMap<Character,Character>(){{
        put('{','}'); put('[',']'); put('(',')'); put('?','?');
    }};
    public boolean isValid(String s) {
        if(s.length() > 0 && !map.containsKey(s.charAt(0))) return false;
        LinkedList<Character> stack = new LinkedList<Character>() {{ add('?'); }};
        for(Character c : s.toCharArray()){
            if(map.containsKey(c)) stack.addLast(c);
            else if(map.get(stack.removeLast()) != c) return false;
        }
        return stack.size() == 1;
    }
}

496. 下一个更大元素 I

思路

采用先行将 nums2nums2 中的数字，对应的下一个更大的数字已经找出来，然后放到哈希表中，以供后面 nums1nums1 直接使用即可，可以将时间复杂度降到 n + mn+m。
具体流程
1.创建一个临时栈，一个哈希表，然后遍历 nums2nums2。
2.若当前栈无数据，则当前数字入栈备用。
3.若当前栈有数据，则用当前数字与栈顶比较：3.1 当前数字 > 栈顶，代表栈顶对应下一个更大的数字就是当前数字，则将该组数字对应关系，记录到哈希表。3.2 当前数字 < 栈顶，当前数字压入栈，供后续数字判断使用。
4可以看到哈希表中存在部分 nums2nums2 数字的对应关系了，而栈中留下的数字，代表无下一个更大的数字，我们全部赋值为 -1−1 ，然后存入哈希表。
5.遍历 nums1nums1，直接询问哈希表拿对应关系。

代码

class Solution:
    def nextGreaterElement(self, nums1: List[int], nums2: List[int]) -> List[int]:
        stack = []
        res_dict = {i:-1 for i in nums2}
        for i in nums2:
            while stack and i > stack[-1]:
                small = stack.pop()
                res_dict[small] = i
            stack.append(i)
        res = []
        for j in nums1:
            res.append(res_dict[j])
        return res

public class Solution {
    public int[] nextGreaterElement(int[] nums1, int[] nums2) {
        int len1 = nums1.length;
        int len2 = nums2.length;
        Deque<Integer> stack = new ArrayDeque<>();
        Map<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
        for (int i = 0; i < len2; i++) {
            while (!stack.isEmpty() && stack.peekLast() < nums2[i]) {
                map.put(stack.removeLast(), nums2[i]);
            }
            stack.addLast(nums2[i]);
        }
        int[] res = new int[len1];
        for (int i = 0; i < len1; i++) {
            res[i] = map.getOrDefault(nums1[i], -1);
        }
        return res;
    }
}