数据结构 ——— 数组栈oj题：有效括号

news2024/11/25 4:46:43

题目要求

代码实现

题目要求

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：

左括号必须用相同类型的右括号闭合。
左括号必须以正确的顺序闭合。
每个右括号都有一个对应的相同类型的左括号

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：false

代码实现

创建栈所需的结构以及函数：

// 数据类型
typedef char STDataType;

typedef struct Stack
{
	STDataType* a; //指向栈底的指针

	int top; //栈顶元素的下标

	int capaicty; //容量
}ST;

// 初始化
void STInit(ST* pst)
{
	assert(pst);

	pst->a = NULL;
	pst->top = -1;
	pst->capaicty = 0;
}

// 入栈（尾插）
void STPush(ST* pst, STDataType x)
{
	// 数据入栈前判断是否需要扩容
	if (pst->capaicty == (pst->top + 1))
	{
		// 扩容
		int newCapaicty = pst->capaicty == 0 ? 4 : pst->capaicty * 2;
		STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(pst->a, sizeof(STDataType) * newCapaicty);

		// 判断是否扩容成功
		if (tmp == NULL)
		{
			perror("realloc fail");
			return;
		}

		pst->a = tmp;
		pst->capaicty = newCapaicty;
	}

	// 存放数据
	pst->a[++pst->top] = x;
}

// 出栈（尾删）
void STPop(ST* pst)
{
	// 当栈内无数据时
	if (pst->top == -1)
	{
		printf("无数据可出栈\n");
		return;
	}

	pst->top--;
}

// 访问栈顶元素
STDataType STTop(ST* pst)
{
	assert(pst);

	// 当栈内无数据时
	if (pst->top == -1)
	{
		printf("无数据可访问\n");
		return -1;
	}

	return pst->a[pst->top];
}

// 判断栈是否为空
bool STEmpty(ST* pst)
{
	assert(pst);

	return pst->top == -1;
}

// 释放栈
void STDestroy(ST* pst)
{
	assert(pst);

	free(pst->a);
	
	pst->a = NULL;
	pst->capaicty = 0;
	pst->top = -1;
}

代码演示：

bool isValid(char* s)
{
	assert(s != NULL);
	
	int len = (int)strlen(s);
	
	// 当字符串长度为奇数个时肯定会有括号不匹配
	if (len % 2 == 1)
		return false;

	ST st;
	STInit(&st);

	for (int i = 0; i < len; i++)
	{
		// 1. 遇到左括号就入栈
		if (s[i] == '(' || s[i] == '[' || s[i] == '{')
		{
			STPush(&st, s[i]);
		}
		else //2. 遇到右括号就和栈顶元素（左括号）进行匹配
		{

			// 3. 排除第一个字符就是右括号的情况
			if (STEmpty(&st) == true)
			{
				STDestroy(&st);

				return false;
			}

			// 取出当前栈顶元素
			char top = STTop(&st); 
			
			// 4. 进行匹配
			if (top == '(' && s[i] != ')' ||  
				top == '[' && s[i] != ']' ||
				top == '{' && s[i] != '}')
			{
				// 5. 优先判断匹配不成功的情况
				STDestroy(&st);

				return false;
			}
			else
			{
				// 6. 表示匹配成功，移除当前栈顶元素，进行下一轮匹配
				STPop(&st);
			}
		}
	}

	bool ret = STEmpty(&st);

	// 7. 释放栈
	STDestroy(&st);

	return ret;
}

代码解析：

遇到左括号就入栈，遇到右括号就和栈顶元素进行匹配
需要注意的是：当字符串的长度为奇数的情况，肯定不为有效括号，且当第一个括号就是右括号的情况，肯定不为有效括号

代码验证：

为有效括号时：