【04】C语言括号匹配问题

欢迎来到土土的博客~🥳🥳🌹🌹🌹
💥个人主页：大耳朵土土垚的博客
💥 所属专栏：C语言系列函数实现

题目描述：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。
3.每个右括号都有一个对应的相同类型的左括号。

也就是说第一个必须为左括号才可以匹配的上，一左一右，相邻的同类型的左右括号可以消掉，最后能消完就行。跟消消乐一样。

示例 1：

输入：s = “()”
输出：true
示例 2：

输入：s = “()[]{}”
输出：true
示例 3：

输入：s = “{()}”
输出：true
输入：s = “{(})”
输出：tfalse

解题思路：上篇博客我们学习了数据结构的栈和队列——大耳朵土土的博客，这道题我们就可以根据栈的特点——后进先出来匹配括号，完成题解。

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<stdbool.h>
#include<assert.h>
// 支持动态增长的栈
typedef char STDataType;
typedef struct Stack
{
	STDataType* a;
	int top;       // 栈顶
	int capacity;  // 容量 
}Stack;
// 初始化栈 
void StackInit(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	ps->a = NULL;
	ps->capacity = 0;
	ps->top = 0;//指向栈顶的下一个数据
	//ps->top = -1; //则指向栈顶数据
}
// 检测栈是否为空，如果为空返回true，如果不为空返回false
bool StackEmpty(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	/*if (ps->top == 0)
		return true;
	else
		return false;*/
	return ps->top == 0;
}
// 入栈 
void StackPush(Stack* ps, STDataType data)
{
	assert(ps);
	//STDataType tmp = ps->top == ps->capacity ? 4 : ps->capacity * 2;
	if (ps->top == ps->capacity)
	{
		int newcapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : ps->capacity*2;
		ps->capacity = newcapacity;
		ps->a = (STDataType*)realloc(ps->a, newcapacity * sizeof(STDataType));
		if (ps->a == NULL)
		{
			perror("realloc fail");
			return;
		}
	}
	ps->a[ps->top] = data;
	ps->top++;

}
// 出栈 
void StackPop(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	assert(!StackEmpty(ps));//判断非空
	ps->top--;
}
// 获取栈顶元素 
STDataType StackTop(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	assert(!StackEmpty(ps));//判断非空
	return ps->a[ps->top - 1];

}
// 获取栈中有效元素个数 
int StackSize(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	return ps->top;
}

// 销毁栈 
void StackDestroy(Stack* ps)
{
	assert(ps);
	free(ps->a);
	ps->capacity = 0;
	ps->a = NULL;
	ps->top = 0;
}
//上面是C语言栈的实现，注意这里将int类型改为了char类型，利用typedef很容易全部改正

下面我们将通过上面的栈来解题


bool isValid(char* s) {
	
	Stack st;
	StackInit(&st);
	
	while (*s)
	{
		if (*s == '(' 
        || *s == '[' 
        || *s == '{')//左括号
		{
			StackPush(&st, *s);
		}
		else//右括号
		{   
            if(StackEmpty(&st))
            {
                StackDestroy(&st);
                return false;
            }
            char top = StackTop(&st);
            StackPop(&st);
			if ((*s == ')' && top != '(')
            ||(*s == ']' && top != '[')
            ||(*s == '}' && top != '{'))//判断是否与上一个元素匹配
			{
                StackDestroy(&st);
                return false;
			}
                
		}
		s++;
	}
    bool ret = StackEmpty(&st);
    StackDestroy(&st);//记得释放空间
	return ret;
}