Valid Parentheses

本文详细介绍了如何使用栈来解决括号匹配问题,并提供了一个具体的Java实现案例。通过对输入字符串中每个字符的检查,该算法能够判断括号序列是否有效。

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原题链接:

https://leetcode.com/problems/valid-parentheses/description/


思路:

括号匹配问题,之前在严蔚敏的数据结构那本书里见到过,C语言版在49页。思路是,将输入的字符串中的每一个符号c1和栈顶符号c2比较,看是否匹配(比如"()"就是匹配,")("或者"({"就是不匹配),如果不匹配,将c1入栈,如果匹配了,将c2出栈。栈顶为空的时候,取栈顶元素来进行匹配比较的话会抛一个空栈异常,所以这种情况下直接将c1入栈即可。那么到最后,如果输入的一串括号是合理的,必然栈最后是空的,如果栈里不为空,那就是还有括号没匹配上留在栈里了。


public class ValidParentheses {
    public boolean isValid(String s) {
        Stack<Character> stack = new Stack<Character>();
        for(char c: s.toCharArray()) {
        	if(stack.isEmpty() || !isMatchedBrackets(stack.peek(), c)) { 
        		stack.push(c);
        	} else {
            	stack.pop();
        	}
        }
        return (stack.isEmpty());
    } 
    
    private boolean isMatchedBrackets(char c1, char c2) {
    	if(c1 == '(' && c2 == ')') 
    		return true;
    	if(c1 == '{' && c2 == '}') 
    		return true;
    	if(c1 == '[' && c2 == ']') 
    		return true;
    	return false;
    }

}




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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