Python用栈解决括号匹配问题

最新推荐文章于 2023-07-14 21:27:14 发布

原创最新推荐文章于 2023-07-14 21:27:14 发布 · 2.3k 阅读

8 ·

CC 4.0 BY-SA版权

本文通过盘子堆叠的比喻解释了栈的数据结构，并详细介绍了如何使用Python的list实现栈，解决括号匹配问题。提供了两种不同实现方法的代码示例。

栈

极客时间上王争老师说：
关于“栈”，我有一个非常贴切的例子，就是一摞叠在一起的盘子。我们平时放盘子的时候，都是从下往上一个一个放；取的时候，我们也是从上往下一个一个地依次取，不能从中间任意抽出。
后进者先出，先进者后出，这就是典型的“栈”结构。

括号匹配问题

课程中老师提到了栈在括号匹配中的应用

Python 代码实现

其实栈，不用特别去定义一个类，就用 Python 的 list 就可以了。
入栈：就用 list 的 append() 方法，添加到 list 尾部
出栈：就用 list 的 pop() 方法，从 list 尾部取出一个
这样操作跟栈的后进先出，是同理的。

版本1

遇到左括号入栈，否则就从栈里面拿出来进行匹配

def isValid(s):
        stack = []
        brackets= {'{':'}','(':')','[':']'}   # 左括号当key， 右括号当value
        for ch in s:
            if ch in brackets: # 如果ch是左括号，则入栈
                stack.append(ch)
            elif not stack or ch != brackets[stack.pop()]:  # 如果ch是‘右括号’，那么用栈顶元素当值去取value，也就能找到对应的右括号；如果没有或匹配不上，失败
                return False
        return not stack   # 最后，判断stack是否为空，为空也是匹配成功

print(isValid('{()[]}'))

版本2

遇到右括号入栈，否则就从栈里面拿出来进行匹配
版本1和版本2的区别在于，括号组成的 map 的定义方式，和取元素的方式有一点点区别，具体看代码

def isValid(s):
        stack = []
        brackets= {
            '}':'{',
            ')':'(',
            ']':'['
        }   # 右括号当key， 左括号当value
        for ch in s:
            if ch not in brackets: # 如果ch不是右括号，则压栈
                stack.append(ch)
            elif not stack or brackets[ch]!=stack.pop():  # 如果ch是‘右括号’，那么栈顶元素一定可以找到与之对应的‘左括号’；如果没有，匹配失败
                return False
        return not stack   # 最后，判断stack是否为空，写法比较简洁

print(isValid('{[]()}'))

谢谢你的阅读~

题图：pixabay.com

参考资料：
极客时间：https://time.geekbang.org/column/article/41222
有效括号问题：https://www.cnblogs.com/wl413911/p/12923951.html