[Java] 괄호 문자열

1. 문제 설명

괄호 문자열은 두개의 괄호 기호 '('와 ')'만으로 구성된 문자열
그 중 괄호의 모양이 바르게 구성된 문자열을 올바른 괄호 문자열(VPS)이라고 한다
예를 들어 “(())()”와 “((()))” 는 VPS 이지만 “(()(”, “(())()))” , 그리고 “(()” 는 모두 VPS 가 아닌 문자열이다.
입력으로 주어진 괄호 문자열이 VPS 인지 아닌지를 판단해서 그 결과를 YES 와 NO 로 나타내어야 한다.

입력 형식

입력 데이터는 표준 입력을 사용한다. 입력은 T개의 테스트 데이터로 주어진다. 입력의 첫 번째 줄에는 입력 데이터의 수를 나타내는 정수 T가 주어진다. 각 테스트 데이터의 첫째 줄에는 괄호 문자열이 한 줄에 주어진다. 하나의 괄호 문자열의 길이는 2 이상 50 이하이다.

출력 형식

출력은 표준 출력을 사용한다. 만일 입력 괄호 문자열이 올바른 괄호 문자열(VPS)이면 YES, 아니면 NO를 한 줄에 하나씩 차례대로 출력해야 한다.

2. 알고리즘 접근

이 문제는 순차적으로 조회하다가 불필요한 데이터를 제거하며 전체적인 순서를
유지할 때 사용하면 용이한 Stack 자료구조를 사용

문자열 ((())()(())) 이 주어진다고 할 때
문자열 6번째(색칠한 곳까지) 검사했다고 가정한다면
1 ~ 6은 valid하다 그렇다면 1 ~ 6의 문자열은 이후 유효성을 고려하는데 필요할까? -> NO
즉, 짝이 있고 valid하다면 스택에서 제외하고 문제를 풀자

특정 괄호 문자에 대해 짝을 결정하는 것은 쉽지 않다
이미 짝이 자명해진 괄호를 계속 제거한다고 가정하면 짝이 자명한 괄호를 제거하는게 편해진다 -> 그러니 스택을 사용하자

스택을 어떻게 활용하는가?
ex) "(()()" -> 열린 괄호라면 스택에 추가하고, 닫힌 괄호라면 스택에서 열린괄호를 제거
1. push "("
2. push "("
3. pop ")"
4. push "("
5. pop ")" 를 하면 스택에 (가 하나 남으니 이는 짝이 안맞는다
또 스택은 비어있지만 만약 ")" 가 남아있다면 이도 짝이 맞지 않는 것

3. 소스코드

public class Main {
	public static final Scanner scanner = new Scanner(System.in);

	/**
	 * 괄호들의 정보가 차례로 배열로 주어질 때, 올바른 괄호 문자열인지 판단하는 함수
	 *
	 * @param n             괄호 문자열의 길이
	 * @param parentheses   괄호 문자에 대한 배열
	 * @return
	 */
	public static boolean isValidParentheses(int n, Parenthesis[] parentheses) {
		// 현재 짝을 찾지 못한 열린 괄호들
		Stack<Parenthesis> stack = new Stack<>();
		
		for(Parenthesis p : parentheses){ // 객체 배열에 대한 for each문
			// 열린괄호라면 -> 스택에 추가
			if(p.type == Parenthesis.OPEN){ 
				stack.push(p);
			}else{
				// 닫힌 괄호라면 짝이 맞는 괄호를 소멸
				if(stack.size() > 0 && stack.peek().type == Parenthesis.OPEN){
					stack.pop();
				}else{
					// 짝 맞출 열린괄호가 없다면?
					return false;
				}
			}
		}
		// 모든 닫힌 괄호는 짝을만나 소거 됐지만
		// 열린괄호가 남아있다면
		if(stack.size() > 0){
			return false;
		}
		
		return true;
	}

	public static void testCase(int caseIndex) {
		String input = scanner.next();
		int n = input.length();

		Parenthesis[] parentheses = new Parenthesis[n]; // 문자열의 크기만큼 객체 배열 생성

		for (int i = 0; i < n; i++) {
			parentheses[i] = new Parenthesis(i, input.charAt(i)); // 인덱스 정보와 문자를 순차적으로 넘긴다
		}

		boolean isValid = isValidParentheses(n, parentheses);

		if (isValid) {
			System.out.println("YES");
		} else {
			System.out.println("NO");
		}
	}

	public static void main(String[] args) throws Exception {
		int caseSize = scanner.nextInt();

		for (int caseIndex = 1; caseIndex <= caseSize; caseIndex += 1) {
			testCase(caseIndex);
		}
	}

}

class Parenthesis {
	public static final boolean OPEN = true;
	public static final boolean CLOSE = false;

	public final boolean type;  // 열린 괄호면 true, 닫힌 괄호면 false
	public final int index;     // 해당 괄호의 인덱스

	public Parenthesis(int index, boolean type) { // 괄호의 변형문제를 위한 확장 설계
		this.index = index;
		this.type = type;
	}

	public Parenthesis(int index, char c) {
		this.index = index;
		if (c == '(') {
			this.type = OPEN;
		} else {
			this.type = CLOSE;
		}
	}
}

언제 스택을 사용하는지 잘 기억하자