【LeetCode】Valid Parentheses合法括号

给定一个仅包含 ‘(‘、‘)‘、‘{‘、‘}‘、‘[‘、‘]‘的字符串，确定输入的字符串是否合法。

e.g. "()"、"()[]{}"、"[()]([]({}))" 是合法的，而"(]"、"([)]" 是不合法的。

使用栈stack

C++实现：

 1 bool isValid(string s) {
 2     stack<char> stack;
 3     for (char &c : s) {
 4         if (c == ‘(‘)
 5             stack.push(‘)‘);
 6         else if (c == ‘{‘)
 7             stack.push(‘}‘);
 8         else if (c == ‘[‘)
 9             stack.push(‘]‘);
10         else if (stack.empty() || (stack.top() != c))
11             return false;
12         else
13             stack.pop();
14     }
15     return stack.empty();
16 }

对应的Java实现：

 1 public boolean isValid(String s) {
 2     Stack<Character> stack = new Stack<Character>();
 3     for (char c : s.toCharArray()) {
 4         if (c == ‘(‘)
 5             stack.push(‘)‘);
 6         else if (c == ‘{‘)
 7             stack.push(‘}‘);
 8         else if (c == ‘[‘)
 9             stack.push(‘]‘);
10         else if (stack.isEmpty() || stack.pop() != c)　　
11             return false;
12     }
13     return stack.isEmpty();
14 }

C++中的stack，其中有两个方法：

• pop()，返回void，不返回类型<T>。
• top()，返回栈顶的引用。

pop()不返回栈顶元素的原因是：

• 异常安全原因

如果要实现，代码如下，

template<class T>
T stack<T>::pop() {
    if( vused_ == 0) {
        throw "pop from empty stack";
    } else {
        return v_[--vused_ - 1];
    }
}

试图返回 v_[--vused_ - 1] 的时候，会调用 T 的拷贝构造函数，如果调用的时候发生异常，并没有返回正确的值，但是栈顶元素已经弹出了，这时就丢失了栈顶数据。

如果这样写，

template<class T>
T stack<T>::pop() {
    if( vused_ == 0) {
        throw "pop from empty stack";
    } else {
        T result = v_[vused_ - 1];
        --vused_;
        return result;
    }
}

先建立一个栈顶元素的副本，如果拷贝构造函数出现异常，那么 --vused_ 不会执行，就不会丢失数据。但假如 --vused_ 和 return result 之间发生异常，依然会出问题。也就是说，如果想同时做 pop() 和 top() ，一定要保证 --vused_ 和 return result 是一个执行事务。

• 效率原因

因为栈顶元素在栈中已经不存在，必须在按引用返回之前现将其存储到某个地方。如果选用动态内存，除非动态内存最终被删除，否则将导致内存泄露。

如果调用拷贝构造函数，对象按值传递的方式从函数返回，效率低下。