数据结构和算法之栈的应用:括号匹配

栈的应用:括号匹配

• 1 括号匹配问题
• • 1.1 介绍
  • 1.2 真题演练
  • • 1.2.1 代码展示区

1 括号匹配问题 1.1 介绍

看下列代码，思考括号合法性规律

void test(){
  int a[10][10];
  int x=10*(20*(1+1)-(3-2));
  printf("加油！奥利给!");
}

最后出现的左括号最先被匹配(¹LIFO)

[!NOTE] 🙍重点

1. 遇到左括号就入栈
2. 遇到有括号，就“消耗”一个左括号

1.2 真题演练

力扣原题：https://leetcode.cn/problems/valid-parentheses/

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：

1. 左括号必须用相同类型的右括号闭合。
2. 左括号必须以正确的顺序闭合。

1.2.1 代码展示区

/**  
 * @author five-five * @created 2022/5/20 * */#include "stdbool.h"  
#include "stdlib.h"  
#include "stdio.h"  
#include "string.h"  
  
#define MAXSIZE 10*10*10*10  
typedef struct Stack {  
    char data[MAXSIZE];  
    int top;  
} Stack;  
  
bool initStack(Stack **stack) {  
    *stack = (Stack *) malloc(sizeof(Stack));  
    if (NULL == *stack) {  
        return false;  
    }  
    (*stack)->top = -1;  
    return true;  
}  
  
bool push(Stack *stack, char c) {  
    if (NULL == stack || stack->top == MAXSIZE - 1) {  
        return false;  
    }  
    stack->top++;  
    stack->data[stack->top] = c;  
    return true;  
}  
  
bool pop(Stack *stack, char *c) {  
    if (NULL == stack || stack->top < 0) {  
        return false;  
    }  
    *c = stack->data[stack->top];  
    stack->top--;  
    return true;  
}  
  
bool empty(Stack *stack) {  
    return stack == NULL || stack->top < 0;  
}  
  
bool isValid(char *s) {  
    Stack *stack;  
    initStack(&stack);  
    size_t len = strlen(s);  
    if (len % 2 != 0) {  
        return false;  
    }  
    for (int i = 0; i < len; ++i) {  
        char left = s[i];  
        //左括号入栈  
        if (left == '{' || left == '(' || left == '[') {  
            push(stack, left);  
        } else {  
            //有右括号，但是栈空，那必然是错误的  
            if (empty(stack)) {  
                return false;  
            }  
            char right;  
            pop(stack, &right);  
            //左右括号开始匹配  
            if (left == ')' && right != '(') {  
                return false;  
            }  
            if (left == '}' && right != '{') {  
                return false;  
            }  
            if (left == ']' && right != '[') {  
                return false;  
            }  
        }  
  
    }  
    //最后的判断，栈匹配完毕之后就是空
    return empty(stack);  
}  
  
int main() {  
	//0表示false，1表示true
    bool flag = isValid("((");  
    printf("%d", flag);  
    return 1;  
}

[!info] 用栈实现括号匹配：

1. 依次扫描所有字符
2. 遇到左括号入栈
3. 遇到右括号d出栈顶元素
4. 检查是否匹配
5. 匹配失败的原因：
6. 左括号单身
7. 右括号单身
8. 左右括号不匹配
9. 最后记得判断栈是否为空

[!NOTE] 重点
一定一定要把基本的数据结构的那些 *** 作在脑海中过一遍

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1. 可用“栈”实现该特性 ↩︎