20. Valid Parentheses

本文介绍了一种使用栈数据结构来验证括号是否正确匹配的方法。提供了两种不同的实现方式,并详细解释了每一步的逻辑和注意事项。

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题目要求:

Given a string containing just the characters ‘(‘, ‘)’, ‘{‘, ‘}’, ‘[’ and ‘]’, determine if the input string is valid.

The brackets must close in the correct order, “()” and “()[]{}” are all valid but “(]” and “([)]” are not.

请先自己思考哦~~~


哒哒哒这里是萌萌的分割线


题意:括号匹配

检测输入的一串括号是否能正确匹配

我的方法

    public boolean isValid(String s) {
        char[] charArray = s.toCharArray();
        Stack<Character> stack = new Stack<>();
        for (Character c : charArray) {
            if (c == '{' || c == '[' || c == '(') {
                stack.push(c);
                continue;
            }
            else if(stack.isEmpty()) return false;
            else if (c == '}' && stack.peek() == '{' || c == ']' && stack.peek() == '[' || c == ')' && stack.peek() == '(') {
                stack.pop();
            }
            else return false;
        }
        if (!stack.isEmpty()) {
            return false;
        }
        return true;
    }
  • 注意

    1. 不能foreach迭代字符串中的每个字符
      解决方法:将字符串转换为字符数组 char[] charArray = s.toCharArray();

    2. 要考虑的边界情况:

      • 输入的为} ] )结束符号,但是栈已经空
      • 输入完毕,但是栈中仍有元素

方法二:

  1. 如果遇到前半括号( [ { ,stack中将对应的另一半) ] }入栈
  2. 如果遇到其他情况,判断stack.pop == c
  3. 记得考虑边界情况:stack提前为空或者stack有剩余
public boolean isValid(String s) {
    Stack<Character> stack = new Stack<Character>();
    for (char c : s.toCharArray()) {
        if (c == '(')
            stack.push(')');
        else if (c == '{')
            stack.push('}');
        else if (c == '[')
            stack.push(']');
        else if (stack.isEmpty() || stack.pop() != c)//||符号用的巧妙!仍有结束符号输入的情况下提前为空:false;不为空则判断是否相等
            return false;
    }
    return stack.isEmpty();
}
以下是用 Java 实现的解答: ```java import java.io.File; import java.io.FileWriter; import java.io.IOException; import java.util.Scanner; import java.util.Stack; public class ParenthesesChecker { public static void main(String[] args) throws IOException { // 读取输入文件名 Scanner scanner = new Scanner(System.in); System.out.print("Enter input file name: "); String inputFileName = scanner.nextLine(); // 读取输入文件 File inputFile = new File(inputFileName); Scanner fileScanner = new Scanner(inputFile); // 准备输出文件 String outputFileName = "output_a3.txt"; FileWriter fileWriter = new FileWriter(outputFileName); // 逐行读取表达式并检查 long startTime = System.currentTimeMillis(); while (fileScanner.hasNextLine()) { String expression = fileScanner.nextLine(); boolean isValid = checkParentheses(expression); fileWriter.write(expression + " - " + (isValid ? "valid" : "not valid") + "\n"); } long endTime = System.currentTimeMillis(); // 关闭文件和扫描器 fileWriter.close(); fileScanner.close(); // 输出执行时间 long executionTime = endTime - startTime; System.out.println("Total execution time: " + executionTime + " ms"); } private static boolean checkParentheses(String expression) { Stack<Character> stack = new Stack<>(); for (int i = 0; i < expression.length(); i++) { char ch = expression.charAt(i); if (ch == '(' || ch == '{' || ch == '[') { stack.push(ch); } else if (ch == ')' || ch == '}' || ch == ']') { if (stack.isEmpty()) { return false; } char top = stack.pop(); if (ch == ')' && top != '(') { return false; } else if (ch == '}' && top != '{') { return false; } else if (ch == ']' && top != '[') { return false; } } } return stack.isEmpty(); } } ``` 以上程序中,我们通过 `Scanner` 类读取用户输入的输入文件名,然后使用 `File` 类和 `Scanner` 类读取输入文件中的表达式。逐行读取后,我们调用 `checkParentheses()` 方法检查表达式是否括号匹配。如果是,我们就在输出文件中写入 "valid",否则写入 "not valid"。 `checkParentheses()` 方法中,我们使用 `Stack` 类来模拟栈,逐个遍历表达式中的字符。如果遇到左括号,我们就将其入栈。如果遇到右括号,我们就将栈顶的元素出栈,并检查它与当前右括号是否匹配。如果不匹配,我们就返回 `false`。如果表达式遍历完毕后栈非空,说明有左括号未被匹配,我们也返回 `false`。 最后,我们输出执行时间,即程序开始执行到输出结果之间所经过的时间。 需要注意的是,为了方便起见,我们在程序中没有对文件输入输出进行异常处理。在实际开发中,我们应该使用 `try-catch` 语句来处理可能出现的异常。
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