初阶数据结构习题【13】（4栈和队列）——括号匹配问题。

1. 题目描述

力扣在线OJ——20.有效的括号

给定一个只包括 ‘(’，‘)’，‘{’，‘}’，‘[’，‘]’ 的字符串 s ，判断字符串是否有效。
有效字符串需满足：
左括号必须用相同类型的右括号闭合。
左括号必须以正确的顺序闭合。
每个右括号都有一个对应的相同类型的左括号

示例 1：
输入：s = “()”
输出：true

示例 2：
输入：s = “()[]{}”
输出：true

示例 3：
输入：s = “(]”
输出：false

示例 4：
输入：s = “([])”
输出：true

2. 思路

• 此题我们使用’栈’这个结构,我们需要自己实现栈，
• 每个左括号都与右边最近的右括号匹配。
• 所以我们可以用栈来保存每个等待匹配的右括号的左括号是什么，只要匹配成功就把元素弹出，当字符串遍历结束时如果栈为空，就说明所有括号都互相匹配了。那么这个字符串就是true。

3. 代码实现

typedef int  STDataType;
typedef struct Stack
{
	STDataType* a;
	int top;
	int capacity;
}ST;
// 初始化栈
void STInit(ST* ps)
{
	assert(ps);
	ps->a = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType)*4);
	if (ps->a == NULL)
	{
		perror("STInit::malloc fail!");
		return;
	}
	ps->capacity = 4;
	ps->top = 0;//top是栈顶元素的下一个位置

	//ps->top =-1;//top是栈顶元素位置
}
//销毁
void STDestroy(ST* ps)
{
	assert(ps);
	free(ps->a);
	ps->a = NULL;
	ps->capacity = 0;
	ps->top = 0;
}
// 入栈，插入
void STPush(ST* ps, STDataType x)
{
	assert(ps);
	if (ps->top == ps->capacity)
	{
		STDataType* tem = (STDataType*)realloc(ps->a,sizeof(STDataType) * ps->capacity*2);//扩容当前的2倍
		if (ps->a == NULL)
		{
			perror("STInit::relloc fail!");
			return;
		}
		ps->a = tem;
		ps->capacity *= 2; //修改容量
	}
	ps->a[ps->top] = x;
	ps->top++;
}
//检测栈是否为空，如果为空返回非零结果，如果不为空返回0
bool STEmpty(ST* ps)
{
	assert(ps);
	return ps->top == 0;
}
// 出栈，删除
void STPop(ST* ps)

{
	assert(ps);
	assert(!STEmpty(ps));//检查是否为空，为空就报错，
	ps->top--;//直接--，但是空栈的时候就不能继续--，所以在之前进行是否为空的检查。
}

//获取栈中有效元素个数
int STSize(ST* ps)
{
	assert(ps);
	//top就是size
	return ps->top;
}

//获取栈顶元素
STDataType STTop(ST* ps)
{
	assert(ps);

	return ps->a[ps->top - 1];//top是最后一个元素的下一个位置，所以-1
}

bool isValid(char* s) {
    ST st1;
	STInit(&st1);//初始化
    int sz=strlen(s);
    if (sz % 2 == 1)
	{
		return false;
	}
    for(int i=0;i<sz;i++)
    {
        if(s[i]=='('||s[i]=='['||s[i]=='{')//左括号进栈
        {
            STPush(&st1,s[i]);
        }
        else//右括号
        {
            if(STEmpty(&st1))//如果碰到右括号,且栈是NULl,则返回false
            {
                return false;
            }
            //如果栈顶与右括号匹配,则出栈
           	if (STTop(&st1) == '(' && s[i] == ')' || STTop(&st1) == '[' && s[i] == ']' || STTop(&st1) == '{' && s[i] == '}')//如果栈顶元素与右括号匹配,则出栈
			{
				STPop(&st1);
			}
           else{
               return false;
           }
        }
    }
    return STEmpty(&st1);

}