算法-括号匹配

本文介绍了一种使用栈实现括号匹配的算法。通过遍历输入字符串中的每个字符,并利用栈的特性来判断左右括号是否正确配对,最终确定整个表达式的括号是否匹配。文章还提供了一个简单的Java实现示例。

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算法题打卡第一天.
今天这是一个比较入门的题.

这里写图片描述

其实我觉得这道题最重要的地方就是怎么去考虑这个匹配问题.
我自己开始的思路是找一个左括号再找一个右括号,直到左括号找不到右括号为止.
但是还有一个问题就是如果右括号比较多怎么办.

再加上是算法题,我就好好考虑了一下,觉得应该用栈比较好.
先入先出.如果我遇到了左括号,我就top++,进行入栈操作,进行左括号入栈.如果遇到右括号,我就top–进行出栈操作.最后判断栈里面有没有存值,如果有的话就代表括号不匹配.
但是,如果栈空了右括号一直top– 怎么办.
于是我就考虑查询top的值如果top值为-1,则证明括号匹配,否则就是不匹配. 这样的话,只需要操作top就可以了,不需要再进行进栈出栈了.

代码如下:
这段代码我只在本机上运行正确了,但是因为算法网站的问题(也可能是我自己的问题)没有提交成功,大家参考参考就好.

import java.util.Scanner;

/**
 * @author lidan@meng_zhu
 * @date 2018/3/28 0028 17:16
 */
public class Stack01 {
 static class mystack
 {
     int []stack;
     int top=-1;
  void add(String a)
  {
      char b;
      for(int i=0;i<a.length();i++)
      {
          b = a.charAt(i);
          if(b=='(')
              top++;
          if(b==')')
              top--;
      }
     if (top==-1)
         System.out.println("Yes");
     else
         System.out.println("No");
  }
 }
    public static void main(String[] args) {
        String a;
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        a=sc.nextLine();
        mystack mystack = new mystack();
        mystack.add(a);
    }
}

运行结果:
这里写图片描述

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### C语言中基于栈的数据结构实现括号匹配 #### 栈的概念及其在括号匹配中的作用 栈是一种遵循后进先出(LIFO, Last In First Out)原则的线性数据结构。它具有两个主要操作:`push` 和 `pop`,分别用于向栈顶压入元素和弹出栈顶元素。在括号匹配问题中,栈被用来存储左括号,并通过比较右括号来验证它们之间的配对关系。 对于给定的字符串,可以通过遍历字符并利用栈的操作判断括号是否匹配。具体来说,当遇到左括号时将其压入栈;当遇到右括号时,则尝试从栈中弹出一个对应的左括号进行匹配。如果无法找到匹配或者最终栈不为空,则说明括号未正确闭合[^1]。 #### 实现代码示例 以下是使用C语言实现的一个简单版本的括号匹配算法: ```c #include <stdio.h> #include <string.h> #define Stack_Size 100 typedef struct { char elem[Stack_Size]; int top; } SeqStack; // 初始化栈 void InitStack(SeqStack *S) { S->top = -1; } // 判断栈是否为空 int IsEmpty(SeqStack *S) { return (S->top == -1); } // 压栈 void Push(SeqStack *S, char item) { if(S->top >= Stack_Size - 1){ printf("Error: stack overflow\n"); return; } S->elem[++(S->top)] = item; } // 出栈 char Pop(SeqStack *S) { if(IsEmpty(S)){ printf("Error: stack underflow\n"); return '\0'; } return S->elem[(S->top)--]; } // 检查括号是否匹配 int Match(char a, char b) { if(a == '(' && b == ')') return 1; if(a == '[' && b == ']') return 1; if(a == '{' && b == '}') return 1; return 0; } // 主函数实现括号匹配逻辑 int BracketMatch(const char* str) { SeqStack S; InitStack(&S); for(int i=0; str[i]!='\0'; ++i){ if(str[i]=='(' || str[i]=='[' || str[i]=='{'){ Push(&S,str[i]); } else if(str[i]==')'||str[i]==']'||str[i]=='}'){ if(!IsEmpty(&S) && Match(Pop(&S),str[i])) continue; else{ return 0; } } } return IsEmpty(&S); // 如果栈为空则返回真 } int main() { const char testStr[] = "{{([[()]])}}"; if(BracketMatch(testStr)) { printf("The brackets are matched.\n"); } else { printf("The brackets are not matched.\n"); } return 0; } ``` 上述程序定义了一个顺序栈 `SeqStack` 并实现了基本功能如初始化、判空、压栈以及出栈等方法。核心部分在于 `BracketMatch()` 方法,其负责逐一遍历输入串并对每种情况作出相应处理[^2]。 #### 复杂度分析 时间复杂度为 O(n),其中 n 是待检测字符串长度。这是因为每个字符最多只会经历一次入栈或出栈过程。空间复杂度取决于实际使用的最大栈深,最坏情况下可能达到 O(n)。
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