一道算法面试题:括号匹配问题

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还记得有一次笔试题,有一道括号匹配的算法题,当时没有学习数据结构和算法,思路很模糊,后来了解一些数据结构之后就有思路了,今天将解法写出来。

问题描述

给定一个字符串,里边可能包含“()”、"{}"、“[]”三种括号,请编写程序检查该字符串的括号是否成对出现。

输出:

true:代表括号成对出现并且嵌套正确,或字符串无括号字符。

false:未正确使用括号字符。

分析

如果了解数据结构,那么应该知道,简单的采用一个栈的特性,就能解决该问题,左括号栈顶字符必须和第一个入栈的右括号字符匹配。

栈介绍:栈是一种特殊的线性表,仅能在线性表的一端操作,栈顶允许操作,栈底不允许操作。
栈的特性:后进先出(LIFO)

一道算法面试题:括号匹配问题_第1张图片
栈示意

下面用一幅流程图来说明程序运行步骤:

步骤流程图

代码实现

使用list来代替栈实现相同的操作。声明了几个变量:

  • BRANKETS:由配对的括号组成的字典,注意使用右括号作为key,因为我们要判断的是右括号是否与左括号匹配,在字典中找出与key对应的value简单,要是找value对应的key要复杂一些。

  • BRANKETS_LEFTBRANKETS_RIGHT分别存放左括号与右括号,用来判断字符属于哪个阵营。

#-*- coding: utf-8 -*-

BRANKETS = {'}':'{',']':'[',')':'('}
BRANKETS_LEFT, BRANKETS_RIGHT = BRANKETS.values(), BRANKETS.keys()

def bracket_check(string):
   """括号匹配检测函数"""
   stack = []
   for char in string:
       # 如果是左括号
       if char in BRANKETS_LEFT:
           # 入栈
           stack.append(char)
       # 右括号
       elif char in BRANKETS_RIGHT:
           # stack不为空,并且括号匹配成功
           if stack and stack[-1] == BRANKETS[char]:
               # 出栈
               stack.pop()
           # 匹配成功
           else:
               return False

   return not stack

def main():
   print(bracket_check('{brace*&^[square(round)]end}'))
   print(bracket_check('{brace*&^[square(round])end}'))

if __name__ == '__main__':
   main()

输出结果:

true
false

本文通过数据结构实现了括号匹配的判断,希望读者通过本文加深对的理解,并记住思路,没准下次面试时就会碰到这道题。


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