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配对的方法。该方法适用于包含圆括号'()',方括号'[]'及花括号'{}

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.

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public class Solution{
	public boolean isValid(String s) {
		if (s == null || s.length() == 0) {
			return true;		//先简单判断
		}
		char[] stack = new char[s.length()];//用来放[({
		int top = 0;//表示当前符号的下标
		for (int i=0, j=s.length(); i<j; i++) {
			char c = s.charAt(i);
			if (c == '[' || c == '(' || c == '{') {
				stack[top++] = c;
			} else if (c == ']' || c == ')' || c == '}') {
				if(top == 0) {	//stack为空
					return false;
				}
				char pc = stack[--top];
				if ((pc == '[' && c == ']') || 
				    (pc == '(' && c == ')') || 
				    (pc == '{' && c == '}'))
					continue;	//符号配对成功,继续执行程序
				} else {
					return false;
				}
			} else {
				return false;
			}
		}
		return top == 0;//如果当前符号的下标是在0,则表示成功,否则必定失败
	}
}
其实可以思考着把配对好的符号移除~

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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