用堆栈实现括号的匹配

用堆栈（Stack）实现括号匹配是一种常见的算法应用场景，通常用于检查给定的字符串中的括号是否配对完整。这里简单概述一下基本步骤：

1. **遍历输入字符串**：从左到右逐个字符处理，遇到左括号（如'('、'{'或'['）就压入堆栈。

2. **遇到右括号**：检查堆栈顶元素是什么类型的左括号。如果它们成对，例如'('与')'，那么将堆栈顶的左括号弹出；如果不匹配，说明括号配对错误，返回false。

3. **遍历结束**：当所有字符都处理完毕后，堆栈应该为空，因为每个左括号都有对应的右括号。如果此时堆栈非空，则意味着还有未配对的左括号，返回false。

4. **结果判断**：如果整个过程都没有遇到错误，说明括号完全匹配，返回true。

以下是伪代码示例：

def is_valid_brackets(s):
    stack = []
    pairs = {')': '(', '}': '{', ']': '['}
    
    for char in s:
        if char in pairs.values():
            stack.append(char)
        elif char in pairs.keys() and not stack or pairs[char] != stack.pop():
            return False
    
    return len(stack) == 0

相关问题

下面是使用堆栈实现括号匹配的算法代码（使用 Python 语言实现）：应用

这个算法可以用来检查一个字符串中的括号是否匹配。它可以在编译器和解释器中用于检查代码中的语法错误，也可以在其他应用程序中用于验证用户输入的表达式是否正确。

代码实现如下：

def is_balanced(s):
    stack = []
    for c in s:
        if c in ('(', '[', '{'):
            stack.append(c)
        elif c in (')', ']', '}'):
            if not stack:
                return False
            elif c == ')' and stack[-1] == '(':
                stack.pop()
            elif c == ']' and stack[-1] == '[':
                stack.pop()
            elif c == '}' and stack[-1] == '{':
                stack.pop()
            else:
                return False
    return not stack

该函数的输入参数是一个字符串 s，它返回一个布尔值，指示括号是否匹配。算法使用一个堆栈来跟踪左括号，并在遇到右括号时弹出相应的左括号。如果字符串中存在未匹配的左括号或右括号，则函数返回 False。如果在遍历完整个字符串后堆栈为空，则函数返回 True。

下面是一个示例：

>>> is_balanced('(a+b)*(c-d)')  # True
True
>>> is_balanced('((()))')  # True
True
>>> is_balanced('(()))')  # False
False
>>> is_balanced('({[}])')  # False
False

第1关：使用堆栈实现括号的匹配（源代码）

第一关通常是在计算机科学教育中教授数据结构和算法的一部分，其中涉及使用堆栈（Stack）来检查给定字符串中的括号是否有效配对。堆栈是一种后进先出（LIFO）的数据结构，非常适合用于这个任务，因为当遇到左括号时我们将其推入堆栈，遇到右括号时检查堆栈顶部的左括号是否匹配。

以下是一个简单的Python示例，实现了括号匹配的函数：

def is_valid(s):
    stack = []
    mapping = {")": "(", "}": "{", "]": "["}

    for char in s:
        if char in mapping:
            top_element = stack.pop() if stack else '#'
            if top_element != mapping[char]:
                return False
        else:
            stack.append(char)

    # 如果堆栈为空，说明所有括号都已配对
    return not stack

# 测试例子
print(is_valid("()"))  # 输出: True
print(is_valid("({[]})"))  # 输出: True
print(is_valid("([)]"))  # 输出: False

在这个代码中，`is_valid` 函数遍历输入字符串`s`中的每个字符。如果遇到右括号，它会从堆栈弹出最近的左括号并与之比较是否匹配；如果不匹配，则返回False。对于其他非括号字符，直接压入堆栈。最后，如果堆栈为空，说明所有的括号都成对出现了，函数返回True，否则返回False。