【数据结构-合法括号字符串】力扣921. 使括号有效的最少添加

给定一个括号字符串 s ，在每次操作中，你可以在字符串的任何位置插入一个括号。

例如，如果 s = "()))" ，你可以插入一个左括号变成 "(()))"，或者插入一个右括号变成 "())))" 。

返回为使结果字符串 s 有效而必须添加的最少括号数。

有效字符串指的是，每个左括号都会有一个对应的右括号。

示例 1：

输入：s = "())"

输出：1

示例 2：

输入：s = "((("

输出：3

提示：

1 <= s.length <= 1000

s 只包含 '(' 和 ')' 字符。

模拟栈

cpp 复制代码

class Solution {
public:
    int minAddToMakeValid(string s) {
        int res = 0;
        vector<int> st;
        for(char c : s){
            if(c == '('){
                st.push_back(c);
                res++;
            }
            else{
                if(!st.empty() && st.back() == '('){
                    st.pop_back();
                    res--;
                }
                else{
                    res++;
                }
            }
        }
        return res;
    }
};

时间复杂度：O(n)
空间复杂度：O(n)

我们可以采用模拟栈的方法，使用一个变量res来记录未匹配括号的个数，在遍历字符串中，如果遍历到左括号，则另res++，遍历到右括号，如果栈顶元素是左括号，则将他们匹配，res--。如果栈顶元素不是左括号或者是空栈，则令res++。

空间优化

cpp 复制代码

class Solution {
public:
    int minAddToMakeValid(string s) {
        int ans = 0;
        int leftCount = 0;
        for (auto &c : s) {
            if (c == '(') {
                leftCount++;
            } else {
                if (leftCount > 0) {
                    leftCount--;
                } else {
                    ans++;
                }
            }
        }
        ans += leftCount;
        return ans;
    }
};

时间复杂度：O(n)
空间复杂度：O(1)

我们可以通过一个变量leftCount来记录未匹配左括号的个数，当遍历到左括号的时候，令leftCount++，当遍历到的元素是右括号的时候，如果在他左边有未匹配的左括号，则令他们匹配，然后leftCount--，否则右括号没有被匹配，我们将未匹配的右括号个数加入到ans中。最后遍历完后，我们需要添加括号的次数就是未匹配的左括号次数加上未匹配的右括号次数ans += leftCount。