20 valid_parentheses.md

valid_parentheses.md

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+20. Valid Parentheses
+
+Given a string s containing just the characters '(', ')', '{', '}', '[' and ']', determine if the input string is valid.
+
+An input string is valid if:
+
+Open brackets must be closed by the same type of brackets.
+Open brackets must be closed in the correct order.
+Every close bracket has a corresponding open bracket of the same type.
+
+# Step 1
+
+とりあえずアクセプトされるコードを書く
+
+Stackを使えば解けるのはわかる
+
+Pythonでstackを使うには、listかdequeかの二択になりそう
+
+まずはモジュールのかかわらないlistでやってみよう
+
+何回かエラーが出たため、複数回提出してAC
+
+```python
+
+class Solution:
+    def isValid(self, s: str) -> bool:
+        still_open_brackets = []
+        bracket_pairs = {"(": ")", "{": "}", "[": "]"}
+        for ch in s:
+            if ch in ("(", "{", "["):
+                still_open_brackets.append(ch)
+            else:
+                try:
+                    most_recent_open_bracket = still_open_brackets.pop(-1)
+                except:
+                    return False
+                if ch != bracket_pairs[most_recent_open_bracket]:
+                    return False
+        if len(still_open_brackets) > 0:
+            return False
+        return True
+
+```
+
+# Step 2
+
+ほかの人のPRを読みコード改善
+
+Fuminitonさんのプルリクが勉強になった
+会話が多いため
+https://github.com/Fuminiton/LeetCode/pull/6/files
+
+https://github.com/KTakao01/leetcode/pull/5/files
+
+いくつか変数名変えたり、同値な変形をしています。
+
+しかし、今回のcontinueは個人的にはあんまりわかりやすくない気がしています。
+
+if bracket in "({["とそうでない場合は対等なイメージのため。
+
+
+
+```python
+
+class Solution:
+    def isValid(self, s: str) -> bool:
+        still_open_brackets = []
+        bracket_pairs = {"(": ")", "{": "}", "[": "]"}
+        for bracket in s:
+            if bracket in "({[":
+                still_open_brackets.append(bracket)
+                continue
+            if len(still_open_brackets) == 0:
+                return False
+            if bracket != bracket_pairs[still_open_brackets.pop()]:
+                return False
+        return len(still_open_brackets) == 0
+
+```
+
+次に、dequeの練習をします。
+
+まずdequeとは何か？右からも左からもpopできる便利なデータ構造という理解ですが、ドキュメント的にはこういうことらしい。
+
+「このモジュールは、汎用の Python 組み込みコンテナ dict, list, set, および tuple に代わる、特殊なコンテナデータ型を実装しています。」
+
+とくにdequeは、「両端における append や pop を高速に行えるリスト風のコンテナ」
+
+https://docs.python.org/ja/3.13/library/collections.html
+
+ソーソコードがようやくわかった
+
+私が
+from collections import deque
+と書くとき、まずpythonのcollectionsモジュールを参照して、それがCで書かれた_collectionsモジュールを参照するという建付けらしい。
+
+結構大きな発見
+
+https://github.com/python/cpython/blob/3.13/Lib/collections/__init__.py
+
+https://github.com/python/cpython/blob/3.13/Modules/_collectionsmodule.c
+
+バグもなく一発AC
+
+```python
+
+class Solution:
+    from collections import deque
+
+    def isValid(self, s: str) -> bool:
+        open_brackets = deque()
+        bracket_pairs = {"(": ")", "{": "}", "[": "]"}
+        for bracket in s:
+            if bracket in "({[":
+                open_brackets.append(bracket)
+                continue
+            try:
+                recent_open_bracket = open_brackets.pop()
+                if bracket != bracket_pairs[recent_open_bracket]:
+                    return False
+            except:
+                return False
+        return len(open_brackets) == 0
+
+```
+
+ところで、ChatGPTに聞いて面白い発見をしました
+
+まず解答
+
+```python
+
+from collections import deque
+
+class Solution:
+    def isValid(self, s: str) -> bool:
+        # 括弧の対応関係を定義（閉じ括弧をキー、対応する開き括弧を値として）
+        mapping = {')': '(', '}': '{', ']': '['}
+        stack = deque()
+
+        for char in s:
+            # 開き括弧の場合はstackに追加
+            if char in mapping.values():
+                stack.append(char)
+            # 閉じ括弧の場合
+            elif char in mapping:
+                # stackが空であったり、直前の開き括弧と対応していなければ無効
+                if not stack or stack.pop() != mapping[char]:
+                    return False
+            else:
+                # 問題文にない文字が現れた場合（本問題では発生しない前提）
+                return False
+
+        # 全ての括弧が正しく閉じられていればstackは空になっている
+        return not stack
+
+```
+
+この
+if not stack or stack.pop() != mapping[char]:
+の部分でpopができないとエラーが出るのではないかと思って聞いたところ、
+
+「Pythonでは、論理演算子orは短絡評価（short-circuit evaluation）を行うため、
+左側の条件がTrueの場合、右側の条件は評価されません。つまり、
+if not stack or stack.pop() != mapping[char]:の部分では、
+stackが空の場合、not stackがTrueとなり、stack.pop()は実行されず、
+そのままTrueとしてreturn Falseが実行されます。これにより、
+空のスタックに対してpop()を呼び出してエラーが発生することを防いでいます。」
+
+とのことです。
+
+
+# Step 3
+
+三回解きます。
+
+```python
+
+class Solution:
+    def isValid(self, s: str) -> bool:
+        open_brackets = []
+        bracket_pairs = {"(": ")", "{": "}", "[": "]"}
+        for bracket in s:
+            if bracket in "({[":
+                open_brackets.append(bracket)
+            elif not open_brackets or bracket_pairs[open_brackets.pop()] != bracket:
+                return False
+        return not open_brackets
+
+```
+
+elif not open_brackets or bracket_pairs[open_brackets.pop()] != bracket:
+の行を読むのにかなり負荷がかかるが、これは私の読解力の問題かな？
+コードの構造としては、これが美しいと思うけど。
+
+考えたのですが、やっぱり私としてはこれが「覚えられるコード」ということで、これを写経することにしました。
+
+```python
+
+class Solution:
+    def isValid(self, s: str) -> bool:
+        open_brackets = []
+        bracket_pairs = {"(": ")", "{": "}", "[": "]"}
+        for bracket in s:
+            if bracket in "({[":
+                open_brackets.append(bracket)
+            elif not open_brackets or bracket != bracket_pairs[open_brackets.pop()]:
+                return False
+        return not open_brackets
+
+```
+
+```python
+
+class Solution:
+    def isValid(self, s: str) -> bool:
+        open_brackets = []
+        bracket_pairs = {"(": ")", "{": "}", "[": "]"}
+        for bracket in s:
+            if bracket in "({[":
+                open_brackets.append(bracket)
+                continue
+            if not open_brackets or bracket != bracket_pairs[open_brackets.pop()]:
+                return False
+        return not open_brackets
+
+```