每日一题——栈的OJ题(有效的括号)

悲伤小伞2024-06-02 12:34

有效的括号：

20. 有效的括号 - 力扣（LeetCode）

题目：

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：

复制代码 
输入：s = "()"
输出：true

示例 2：

复制代码 
输入：s = "()[]{}"
输出：true

示例 3：

复制代码 
输入：s = "(]"
输出：false

提示：

  • 1 <= s.length <= 104
  • s 仅由括号 '()[]{}' 组成

分析：

条件

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。

输入： s = "()[]{}"

流程图：

为了方便分析：加大一点点剂量

**输入：**s = "[{}{{(}})"

流程图：逐步分析

第一次

第二次

每次取栈顶数据与之匹配

注：这里的{，并不是上一步的{，上一步的{，因为匹配所以pop掉了

实现：

注：实现中的top与图片上top功能不同，请注意辨别

图片中的top是取右括号（因为为数组，所以有括号的值无需变量接收），而下方的top是取栈顶的数据。

这里运用到栈的思想，所以这里先要实现栈

深入了解栈(走进栈的世界)-CSDN博客

包含栈

复制代码 
// 支持动态增长的栈
typedef char STDataType;
typedef struct Stack
{
	STDataType* a;
	int top;		// 栈顶大小
	int capacity;  // 容量 
}Stack;


// 初始化栈 
void StackInit(Stack* ps);
// 入栈 
void StackPush(Stack* ps, STDataType data);
// 出栈 
void StackPop(Stack* ps);
// 获取栈顶元素 
STDataType StackTop(Stack* ps);
// 获取栈中有效元素个数 
int StackSize(Stack* ps);
// 检测栈是否为空，如果为空返回非零结果，如果不为空返回0 
int StackEmpty(Stack* ps);
// 销毁栈 
void StackDestroy(Stack* ps);
void STpop(Stack* ps);
bool stempty(Stack* ps);

// 初始化栈 
void StackInit(Stack* ps){
	assert(ps);
	ps->a = NULL;
	ps->capacity = 0;
	ps->top = 0;
}

bool stempty(Stack* ps);

// 入栈 
void StackPush(Stack* ps, STDataType data) {
	assert(ps);
	//扩容
	if (ps->top == ps->capacity) {
		int newcapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : ps->capacity * 2;
		STDataType* tmp =(STDataType*) realloc(ps->a, newcapacity * sizeof(STDataType));
		if (tmp == NULL) {
			perror("realloc fail!");
			exit(1);
		}
		ps->a = tmp;
		ps->capacity = newcapacity;

	}

	ps->a[ps->top] = data;
	ps->top++;

}

// 出栈 
void StackPop(Stack* ps) {
	assert(ps);
	while (ps->top > 0) {
	STDataType s = StackTop(ps);
	printf("%d", s);
	}
}

void STpop(Stack*ps) {
	assert(ps);
	assert(ps->top > 0);
	ps->top--;
}


// 获取栈顶元素 
STDataType StackTop(Stack* ps) {
	assert(ps);
	assert(ps->top > 0);
	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;
	
}
// 检测栈是否为空，如果为空返回非零结果，如果不为空返回0 
int StackEmpty(Stack* ps) {
	assert(ps);
	//return ps->top == 0 ? 1 : 0;
	return ps->top == 0;
}
// 销毁栈 
void StackDestroy(Stack* ps) {
	assert(ps);
	free(ps->a);
	ps->a = NULL;
	ps->capacity = ps->top = 0;
}

括号匹配

复制代码 
bool isValid(char* s) {
 Stack st;
 StackInit(&st);
 while(*s){
    //左括号入栈
    if(*s=='{' || *s=='[' || *s=='('){
        StackPush(&st,*s);
    }
    else{
        //取栈顶元素，与右括号匹配
        char top=StackTop(&st);
        STpop(&st);
        if((top=='['&&*s!=']')||(top=='{'&&*s!='}')||(top=='('&&*s!=')')){
            StackDestroy(&st);
            return false;
        }

    }
    ++s;
 }

return true

}

分析问题：

栈剩余

当数组走完，右括号恰好能完全匹配，但是呢，栈却还存留一个

问题解决

为了解决这个问题，我们需要判NULL

复制代码 
bool ret = StackEmpty(&st);
//循环走完，判断栈是否还有剩余
 StackDestroy(&st);
 return ret;
}

访问NULL和首为右括号

对于传址问题，这是很常见的

复制代码 
//取栈顶元素，与右括号匹配
        char top=StackTop(&st);
        //我们会发现，这里对栈的传址
        STpop(&st);
        if((top=='['&&*s!=']')||(top=='{'&&*s!='}')||(top=='('&&*s!=')')){
            StackDestroy(&st);
            return false;

问题解决

复制代码 
 if(StackEmpty(&st)){
            StackDestroy(&st);
            return false;
        }

完善代码

复制代码 
// 支持动态增长的栈
typedef char STDataType;
typedef struct Stack
{
	STDataType* a;
	int top;		// 栈顶大小
	int capacity;  // 容量 
}Stack;


// 初始化栈 
void StackInit(Stack* ps);
// 入栈 
void StackPush(Stack* ps, STDataType data);
// 出栈 
void StackPop(Stack* ps);
// 获取栈顶元素 
STDataType StackTop(Stack* ps);
// 获取栈中有效元素个数 
int StackSize(Stack* ps);
// 检测栈是否为空，如果为空返回非零结果，如果不为空返回0 
int StackEmpty(Stack* ps);
// 销毁栈 
void StackDestroy(Stack* ps);
void STpop(Stack* ps);
bool stempty(Stack* ps);

// 初始化栈 
void StackInit(Stack* ps){
	assert(ps);
	ps->a = NULL;
	ps->capacity = 0;
	ps->top = 0;
}

bool stempty(Stack* ps);

// 入栈 
void StackPush(Stack* ps, STDataType data) {
	assert(ps);
	//扩容
	if (ps->top == ps->capacity) {
		int newcapacity = ps->capacity == 0 ? 4 : ps->capacity * 2;
		STDataType* tmp =(STDataType*) realloc(ps->a, newcapacity * sizeof(STDataType));
		if (tmp == NULL) {
			perror("realloc fail!");
			exit(1);
		}
		ps->a = tmp;
		ps->capacity = newcapacity;

	}

	ps->a[ps->top] = data;
	ps->top++;

}

// 出栈 
void StackPop(Stack* ps) {
	assert(ps);
	while (ps->top > 0) {
	STDataType s = StackTop(ps);
	printf("%d", s);
	}
}

void STpop(Stack*ps) {
	assert(ps);
	assert(ps->top > 0);
	ps->top--;
}


// 获取栈顶元素 
STDataType StackTop(Stack* ps) {
	assert(ps);
	assert(ps->top > 0);
	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;
	
}
// 检测栈是否为空，如果为空返回非零结果，如果不为空返回0 
int StackEmpty(Stack* ps) {
	assert(ps);
	//return ps->top == 0 ? 1 : 0;
	return ps->top == 0;
}
// 销毁栈 
void StackDestroy(Stack* ps) {
	assert(ps);
	free(ps->a);
	ps->a = NULL;
	ps->capacity = ps->top = 0;
}

bool isValid(char* s) {
 Stack st;
 StackInit(&st);
 while(*s){
    //左括号入栈
    if(*s=='{' || *s=='[' || *s=='('){
        StackPush(&st,*s);
    }
    else{
        //取右括号与左括号匹配
        //如果左括号为空，则返回false
        if(StackEmpty(&st)){
            StackDestroy(&st);
            return false;
        }
        //取栈顶元素，与右括号匹配
        char top=StackTop(&st);
        STpop(&st);
        if((top=='['&&*s!=']')||(top=='{'&&*s!='}')||(top=='('&&*s!=')')){
            StackDestroy(&st);
            return false;
        }

    }
    ++s;
 }
 bool ret = StackEmpty(&st);
 StackDestroy(&st);
 return ret;
}
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