[Java]利用栈判断括号是否完整配对

本文介绍了如何使用栈数据结构来判断字符串中的括号是否完整配对。通过遍历字符串,遇到左括号入栈,遇到右括号时检查栈顶元素是否与之匹配,不匹配或栈空则返回false。遍历结束后,若栈为空则说明括号完全配对,返回true。

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利用栈实现判断字符串中的括号是否都是配对的。

主要算法是依次读取字符串中的每一个字符,如果是左括号则将左括号压入栈中,如果是右括号则从栈中弹出最上面的字符,若两者不是同种括号或栈内已经没有字符就返回false,循环完成后返回true。

package com.example;

/**
 * Created by XiaFF on 2014/11/18.
 *
 */
public class Parentheses {
    public static void main(String[] args){
        String s="[()]{}{[()[]()]()}";
        System.out.println(isComplete(s));
    }

    public static boolean isComplete(String s){
        Stack<String> left=new Stack<String>();
        while (!s.isEmpty()){
            //取字符串首字母
            String character=s.substring(0,1);
            //剩余的字符串
            s=s.substring(1);
            if(character.equals("{")||character.equals("[")||character.equals("(")){
                //如果是左括号,则压入栈
                left.push(character);
            }else if(character.equals(")")||character.equals("]")||character.equals("}")){
                //首先检查栈是否为空
                if(left.isEmpty())
                    return false;
                //弹出最后的左括号
                String leftChar=left.pop();
                //检查左右括号是否匹配
                if(character.equals(")")){
                    if(!leftChar.equals("("))
                        return false;
                }else if(character.equals("]")){
                    if(!leftChar.equals("["))
                        return false;
                }else if(character.equals("}")){
                    if(!leftChar.equals("{"))
                        return false;
                }
            }
        }
        //此时栈中不应该再有左括号
        return left.isEmpty();
    }
}


### 如何使用实现检查字符串括号匹配 #### 算法描述 为了验证字符串中的括号是否匹配,可以利用这种数据结构的特点——后进先出(LIFO),来逐一处理输入字符串中的字符。当遇到左括号(如`(`、`[`、`{`)时将其压入中;而当遇到右括号(如`)`、`]`、`}`)时,则尝试从顶弹出一个元素并比较其是否为对应的左括号。如果匹配成功则继续遍历剩余部分,否则返回不匹配的结果。 对于整个过程而言,在完成所有字符的扫描之后还需要确认为空状态,因为只有这样才能表明所有的左括号都找到了相应的配对项[^1]。 #### 实现细节 以下是基于上述逻辑的具体操作流程说明: - 初始化一个新的空; - 遍历给定字符串里的每一个字符: - 如果当前字符属于任何一种类型的开启符号集合 `{ '(', '[', '{' }`, 则执行 `push()` 将该字符存放到里去; - 倘若是关闭符号之一 `{ ')', ']', '}' }` 的话, - 若此时已经处于空的状态,则意味着存在多余的结束标记,因此立即判定失败; - 否则取出顶端项目做对比检验,看二者能否构成合法的一组括弧关系 (比如 '(' 对应 ')' ) 。一旦发现不符之处即可提前终止运算宣告失敗。 - 经过以上步骤以后再审查一下最终剩下的那个容器是不是仍然保持清零状况 —— 即没有任何残留物留存于其中才算完全合格通过测试[^2]. 下面分别给出Java和Python两种语言下的实际编码例子: #### Java 示例代码 ```java import java.util.Stack; public class BracketMatcher { public static boolean isBalanced(String str){ Stack<Character> stack=new Stack<>(); char[] chars=str.toCharArray(); for(char c :chars ){ switch(c){ case '(': case '[': case '{': stack.push(c); break; case ')':if(stack.isEmpty() || stack.pop()!='(')return false;break; case ']':if(stack.isEmpty() || stack.pop()!=='[')return false;break; case '}':if(stack.isEmpty() || stack.pop()!=='{')return false;break; default://ignore other characters. } } return stack.isEmpty(); // If the stack is empty, all brackets were matched properly. } public static void main(String args[]){ System.out.println(isBalanced("(a+b)*c")); // true System.out.println(isBalanced("{[(])}")); // false } } ``` #### Python 示例代码 ```python def bracket_matcher(s): stack = [] mapping = {")": "(", "}": "{", "]": "["} for char in s: if char in mapping.values(): stack.append(char) elif char in mapping.keys(): if not stack or stack.pop() != mapping[char]: return False return len(stack)==0 print(bracket_matcher('(a+b)*c')) # True print(bracket_matcher('{[(])}')) # False ```
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