【C语言题解】| 20. 有效的括号

题目描述

本题解将从C语言入手
因为要求括号的顺序与数量都得匹配，所有本题会用到栈的数据结构来解决这个问题

我们可以基本写出一下代码：

ST st;
    STInit(&st);
    while(*s)
    {
        if(*s == '(' || *s == '{' || *s == '[')
        {
            STPush(&st,*s);
        }
        else
        {
    
            STDataType top = STTop(&st);
            STPop(&st);
            if((*s ==  ')' && top != '(') || 
            (*s == ']' && top != '[') ||
            (*s == '}' && top != '{'))
            {
                return false;
            }
        }
        s++;
    }
    STDestroy(&st);

    return true;

但是由于会出现两种情况，比如：

只有一个左括号，满足入栈的条件，但是相应的右括号与之匹配，但仍会返回true，所有我们得加上下面这个条件：

当字符串读完之后 栈不为空则返回false。

也有可能出现右括号比左括号多的情况，比如：

s = “[ ] )”

则当栈为空时，仍会调用STTop函数，所以加入一下条件：

//右括号比左括号多
            if(STEmpty(&st))
        {
            return false;
        }

本题完整代码

#include 
#include 
#include 
#include 

typedef char STDataType;

typedef struct Stack {
    STDataType* a;
    int top;
    int capacity;
} ST;

//初始化
void STInit(ST* pst);
//销毁
void STDestroy(ST* pst);

//栈顶的插入删除
void STPush(ST* pst, STDataType x);
void STPop(ST* pst);

//取栈顶元素
STDataType STTop(ST* pst);

//判断栈是否为空
bool STEmpty(ST* pst);

//求栈里面的元素个数
int STSize(ST* pst);

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

    pst->a = NULL;
    pst->capacity = 0;

    pst->top = 0; // top指向栈顶元素的下一个位置
}
//销毁
void STDestroy(ST* pst) {
    //判空
    assert(pst);

    free(pst->a);
    pst->a = NULL; //判空>= NULL;
    pst->capacity = pst->top = 0;
}

//入栈
void STPush(ST* pst, STDataType x) {
    //判空
    assert(pst);

    //
    if (pst->top == pst->capacity) {
        int newcapacity = pst->capacity == 0 ? 4 : pst->capacity * 2;
        STDataType* tmp =
            (STDataType*)realloc(pst->a, sizeof(STDataType) * newcapacity);
        if (tmp == NULL) {
            perror("realloc fail");
            return;
        }
        pst->a = tmp;
        pst->capacity = newcapacity;
    }
    pst->a[pst->top] = x;
    pst->top++;
}
//出栈
void STPop(ST* pst) {
    assert(pst);

    assert(pst->top > 0);

    pst->top--;
}
//取栈顶元素
STDataType STTop(ST* pst) {
    assert(pst);
    assert(pst->top > 0);
    return pst->a[pst->top - 1];
}

bool STEmpty(ST* pst) 
{
    assert(pst);
    return pst->top == 0;
}


int STSize(ST* pst) { return pst->top; }

bool isValid(char* s) {
    ST st;
    STInit(&st);
    while(*s)
    {
        if(*s == '(' || *s == '{' || *s == '[')
        {
            STPush(&st,*s);
        }
        else
        {
            //右括号比左括号多
            if(STEmpty(&st))
        {
            return false;
        }
            STDataType top = STTop(&st);
            STPop(&st);

            if((*s ==  ')' && top != '(') || 
            (*s == ']' && top != '[') ||
            (*s == '}' && top != '{'))
            {
                return false;
            }
        }
        s++;
    }
    
    bool a = STEmpty(&st);

    STDestroy(&st);

    return a;
}