java括号匹配算法求解(用栈实现)
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2022-03-10 15:23:50
如何使用栈来判定括号是否匹配对于给定的表达式,可以使用栈来实现括号匹配判定,这个算法在编译器中非常重要,解析器每次读入一个字符,如果字符是一个开分隔符,如(,【,{,入栈,若读入的是闭分隔符),】,}...
如何使用栈来判定括号是否匹配
对于给定的表达式,可以使用栈来实现括号匹配判定,这个算法在编译器中非常重要,解析器每次读入
一个字符,如果字符是一个开分隔符,如(,【,{,入栈,若读入的是闭分隔符),】,},出栈,如果两者匹配,继续解析字符串,如果不匹配,解析器错误
算法思路
1.创建一个栈
2.当(当前字符不等于输入的结束字符)
(1)如果当前字符不是匹配的字符,判断栈内是否为空,如果栈为空,括号必然不完整
(2)如果字符是一个开分隔符,那么将其入栈
(3)如果字符是一个闭分隔符,,且栈不为空,则判断是否匹配
(4)栈结束后判断是否为空,不为空则括号匹配错误
代码示例
class solution { public boolean isvalid(string s) { //声明匹配词典 map<character, character> map = new hashmap<>(); map.put(')', '('); map.put(']', '['); map.put('}', '{'); //创建栈 stack<character> stack = new stack<>(); for (char ch : s.tochararray()) { //开分隔符入栈 if (ch == '(' || ch == '[' || ch == '{') { stack.push(ch); } //出栈并且栈非空进行匹配 else if (stack.isempty() || stack.pop() != map.get(ch)){ return false; } } //如果栈非空则括号匹配错误 return stack.isempty(); } }
下面是其他同学的补充
1.括号匹配算法
//括号匹配算法 public void pipei()throws exception{ char temp,ch; int match; //记录匹配结果 bufferedreader br = new bufferedreader(new inputstreamreader(system.in)); ch=(char) br.read(); //输入一个字符 while(ch!='0'){ if(gettop()==-1){ push(ch); }else{ temp=pop(); //取出栈顶元素 match=0; //判断是否匹配(默认不匹配) if(temp=='('&&ch==')') match=1; if(temp=='['&&ch==']') match=1; if(temp=='{'&&ch=='}') match=1; if(temp=='<'&&ch=='>') match=1; if(match==0){ //如果不匹配 push(temp); //将原栈顶元素重新入栈 push(ch); //将输入的括号字符入栈 } } ch=(char) br.read(); //输入下一个字符 } if(isempty()){ system.out.println("输入的括号完全匹配!"); }else{ system.out.println("输入的括号不匹配,请检查!"); } }
2.括号匹配求解示例
package com.cn.datastruct; import java.io.bufferedreader; import java.io.inputstreamreader; import java.util.scanner; public class kuohaopipei { static class stack{ char[] data; //存放数据 int maxsize; //最大容量 int top; //栈顶指针 //构造方法 public stack(int maxsize){ this.maxsize=maxsize; data = new char[maxsize]; top = -1; } public int getmaxsize() { return maxsize; } public int gettop() { return top; } public boolean isempty(){ return top==-1; } public boolean isfull(){ return top+1==maxsize; } //入栈 public boolean push(char data){ if(isfull()){ system.out.println("栈已满!"); return false; } this.data[++top]=data; return true; } //出栈 public char pop() throws exception{ if(isempty()){ throw new exception("栈已空!"); } return this.data[top--]; } //获得栈顶元素 public char peek(){ return this.data[gettop()]; } //括号匹配算法 public void pipei()throws exception{ char temp,ch; int match; //记录匹配结果 bufferedreader br = new bufferedreader(new inputstreamreader(system.in)); ch=(char) br.read(); //输入一个字符 while(ch!='0'){ if(gettop()==-1){ push(ch); }else{ temp=pop(); //取出栈顶元素 match=0; //判断是否匹配(默认不匹配) if(temp=='('&&ch==')') match=1; if(temp=='['&&ch==']') match=1; if(temp=='{'&&ch=='}') match=1; if(temp=='<'&&ch=='>') match=1; if(match==0){ //如果不匹配 push(temp); //将原栈顶元素重新入栈 push(ch); //将输入的括号字符入栈 } } ch=(char) br.read(); //输入下一个字符 } if(isempty()){ system.out.println("输入的括号完全匹配!"); }else{ system.out.println("输入的括号不匹配,请检查!"); } } } public static void main(string[] args) throws exception { string go; scanner input = new scanner(system.in); stack stack = new stack(20); system.out.println("括号匹配问题!"); do{ system.out.println("请输入一组括号的组合,以0表示结束。支持的括号包括:{},(),[],<>。"); stack.pipei(); //匹配算法 system.out.print("\n继续匹配吗(y/n)?"); go=input.next(); }while(go.equalsignorecase("y")); system.out.println("匹配结束!"); } }
程序运行结果如下:
括号匹配问题!
请输入一组括号的组合,以0表示结束。支持的括号包括:{},(),[],<>。
({[]})<>0
输入的括号完全匹配!继续匹配吗(y/n)?y
请输入一组括号的组合,以0表示结束。支持的括号包括:{},(),[],<>。
({])0
输入的括号不匹配,请检查!继续匹配吗(y/n)?n
匹配结束!
补充2
#include <cstdio> #include <iostream> using namespace std; #define maxsize 20 typedef struct { char *base; char *top; int stacksize; }sqstack; void initstack(sqstack &s) { s.base = (char *)malloc( maxsize * sizeof(char) ); if(s.base == null) exit(-2); s.top = s.base; s.stacksize = maxsize; } void gettop(sqstack s, char &e) { if(s.top == s.base) return; e = *(s.top - 1); } void push(sqstack &s, char e) // 不考虑栈满 { *s.top++ = e; } void pop(sqstack &s, char &e) { if(s.top == s.base) return; s.top--; e = *s.top; } bool match(char c, sqstack &my_stack, bool &tag) { char e; pop(my_stack, e); if ( c != e ) { tag = false; free(my_stack.base); return false; // match fail } return true; // match success } void correct(char *expr, bool &tag) { tag = true; sqstack my_stack; initstack (my_stack); for( int i = 0; expr[i] != '\0'; i++ ) { char c = expr[i]; switch(c) { case '{' : case '[' : case '(' : push (my_stack, c); break; case '}' : if( match('{', my_stack, tag) == false ) // match fail return; break; case ']' : if( match('[', my_stack, tag) == false ) // match fail return; break; case ')' : if( match('(', my_stack, tag) == false ) // match fail return; break; default : break; // 其它字符 } } if(my_stack.top != my_stack.base) // e.g.: "[r" tag = false; free(my_stack.base); } int main(void) { // freopen("cin.txt", "r", stdin); char my_expr[maxsize]; while(cin >> my_expr) { bool tag = true; correct( my_expr, tag); tag ? printf("匹配成功\n") : printf("匹配失败\n"); } return 0; }
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