栈 实际应用1 如何使用栈来判定括号是否匹配

一、解答思路

对于给定的表达式，我们可以使用栈来实现括号匹配算法，这个算法在解析器中非常重要。解析器每次读入一个字符，如果字符是一个开分隔符（如(、{、[）,就将分隔符压入栈顶，如果是一个闭分隔符(如),},])，就从栈顶弹出元素与闭分隔符进行比较，如果两者匹配就继续解析字符串，如果不匹配就显示匹配错误。如果最后栈不为空，同样是匹配错误。

二、实现算法

    算法实现步骤：

• 创建一个栈
• 如果当前字符不是需要匹配的字符，忽略
• 如果当前字符是开分隔符，就将其入栈
• 如果当前字符是闭分隔符，且栈不为空，则栈顶元素出栈，否则提示匹配错误
• 如果出栈字符不是匹配的开分隔符，则提示匹配错误。
• 字符串处理结束后，如果栈不为空，则提示匹配错误。

算法如下：

 

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import java.util.HashMap;

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import java.util.Map;

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import java.util.Stack;

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/**

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 * Created by Administrator on 2017/6/24 0024.

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 */

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public class SeparatorParse {

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    private static String  openSperators = "({[";

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    private static String closeSperators = ")}]";

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    private static Map<String,String> map = new HashMap<>();

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    public static void main(String[] args) {

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        String str = "((a+b)+c+(b*a)+)";

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        System.out.println("当前字符串匹配结果是"+parseString(str));

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    }

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    static {

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        char[] chars = openSperators.toCharArray();

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        char[] chars1 = closeSperators.toCharArray();

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        for(int i = 0 ; i <chars.length;i++){

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            map.put(String.valueOf(chars[i]),String.valueOf(chars1[i]));

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        }

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    }

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    public static boolean parseString(String str){

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        char[] chars = str.toCharArray();

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        java.util.Stack<String> stack = new Stack();

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        for(char chr : chars) {

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            String s = String.valueOf(chr);

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            if (isOpenSperator(s)) {

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                stack.push(String.valueOf(s));

35

                continue;

36

            }

37

            if (isCloseSperator(s)) {

38

                if (stack.isEmpty()) {

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                    return false;

40

                }

41

                String s1 = stack.pop();

42

                if (!checkMatch(s1, s)) {

43

                    return false;

44

                }

45

                continue;

46

            }

47

        }

48

        return stack.isEmpty();

49

    }

50

    public static boolean isOpenSperator(String chr){

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        return openSperators.contains(chr);

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    }

53

    private static boolean isCloseSperator(String chr){

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        return closeSperators.contains(chr);

55

    }

56

    private static boolean checkMatch(String open, String close){

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        if(close == null || close.equals("")){

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            return false;

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        }

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        String s = map.get(open);

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        return close.equals(s);

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    }

63

}

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        跟踪算法执行步骤  假设输出的是()(()[()])：

        

输出符号操作    栈中元素    输出(开分隔符，'('入栈    ( )    闭分隔符，'('出栈，与')'匹配  （    开分隔符，‘（’入栈    ( (开分隔符，'('入栈(( ）    闭分隔符,'('出栈，与')'匹配    ( [开分隔符，'['入栈    ([ (开分隔符,'('入栈    ([( )    闭分隔符,'('出栈 ,与')'匹配    ([ ]    闭分隔符，'['出栈，与']'匹配    ( )    闭分隔符,'('出栈，与')'匹配       判断栈是否为空，空    字符串匹配 

    时间复杂度O(n)，因为要扫描一次字符串，空间复杂度O(n)，用于栈空间分配。