栈和括号匹配难题，一文彻底搞懂("彻底掌握栈与括号匹配难题：一文详解")

原创

ithorizon 7个月前 (10-21) 阅读数 22 #后端开发

彻底掌握栈与括号匹配难题：一文详解

一、引言

在计算机科学中，栈（Stack）是一种非常基础的数据结构，它遵循先入后出（First In Last Out，FILO）的原则。栈的应用非常广泛，其中之一就是括号匹配问题。本文将详细解释栈的概念，以及怎样使用栈解决括号匹配问题，帮助你彻底掌握这一难题。

二、栈的基本概念

栈是一种线性数据结构，只允许在一端进行插入和删除操作。栈的操作关键包括以下几种：

push：将一个元素压入栈顶

pop：将栈顶元素弹出

peek：查看栈顶元素，但不弹出

isEmpty：判断栈是否为空

size：获取栈中元素的数量

三、括号匹配问题

括号匹配问题是指在一段代码或表达式中，检查括号是否成对出现的问题。常见的括号包括小括号()、中括号[]和大括号{}。括号匹配问题可以用栈来解决，考虑到栈具有先入后出的特性，非常适合处理这种匹配问题。

四、使用栈解决括号匹配问题的步骤

以下是使用栈解决括号匹配问题的步骤：

创建一个空栈

遍历括号序列

对于每个括号，执行以下操作：
- 如果是开括号，将其压入栈中
- 如果是闭括号，检查栈顶元素是否与当前闭括号匹配，如果匹配，将栈顶元素弹出；如果不匹配，返回失误

遍历完成后，如果栈为空，则括号匹配顺利；如果栈不为空，则括号匹配失利

五、括号匹配问题的代码实现


class Stack:
    def __init__(self):
        self.items = []
    def is_empty(self):
        return len(self.items) == 0
    def push(self, item):
        self.items.append(item)
    def pop(self):
        if not self.is_empty():
            return self.items.pop()
        return None
    def peek(self):
        if not self.is_empty():
            return self.items[-1]
        return None
    def size(self):
        return len(self.items)
def is_balanced_brackets(expression):
    stack = Stack()
    brackets = {'(': ')', '[': ']', '{': '}'}
    for char in expression:
        if char in brackets:
            stack.push(char)
        elif char in brackets.values():
            if stack.is_empty() or brackets[stack.pop()] != char:
                return False
    return stack.is_empty()
# 测试代码
expression = "{[()]}{}[]"
print(is_balanced_brackets(expression))  # 输出：True