【数据结构】Java实现括号匹配问题

问题描述

编写一个类，从标准输入中读取一串包含"(" “)” “[” “]” “{” "}"的字符串，并使用栈来判定其中的括号是否配对完整。例如 “[()]{}{[()()] ()}”程序应该打印true，对于 [(]) 则打印false.

算法

1.将字符串转换为字符数组chars
2.利用for循环，将每一次读取到的字符chars[i]与(,[,{进行比较，若匹配，则将chars[i]压入栈中；否则，进入3.
3.将chars[i]与），]，}进行比较。这里以）为例进行说明，若chars[i]=’)’，则与栈顶元素top进行比较，若栈顶元素为’(’，则匹配，将栈顶元素pop出；若栈顶元素不为‘（’，则不匹配，返回false，退出循环
4.当所有chars[i]都遍历完成，退出循环，返回true，证明括号全部匹配

代码实现

1.链表实现栈
ListStack.java

package cn.Day06_栈.demo2;

/**
 * 链表实现栈
 */
public class ListStack<Item> {
    private class Node{
        //结点的嵌套类型
        Item item;
        Node next;
    }
    private Node first;//栈顶（最新添加的元素）
    private int num;//栈中元素的数目

    /**
     * 判断栈是否为空
     * @return 空：true 非空：false
     */
    public boolean isEmpty(){
        if (first==null){
            return true;
        }
        return false;
    }

    /**
     * 返回栈中元素的个数
     * @return
     */
    public int size(){
        return num;
    }

    /**
     * 入栈
     */
    public void push(Item item){
        Node oldfirst=first;
        first=new Node();
        first.item=item;
        first.next=oldfirst;//新的元素指向旧的元素
        num++;
    }

    /**
     * 出栈
     * @return 返回出栈元素的包含内容
     */
    public Item pop(){
        Item item=first.item;
        first=first.next;//设置新栈顶元素为原栈顶元素的前一个结点
        num--;
        return item;
    }
    /**
     * 输出栈顶元素，但不pop出
     */
    public Item getTop(){
        return first.item;
    }

    /**
     * 输出栈
     */
    public void PrintfStack(){
        Node temp=first;
        if (first==null){
            System.out.println("栈为空，无法输出");
        }
        while (temp!=null){
            System.out.printf(temp.item+" ");
            temp=temp.next;
        }

    }

}

2.括号匹配类
MatchBrackets.java

package cn.Day06_栈.demo2;

import java.util.Scanner;

public class MatchBrackets {
    public static boolean isMatch(String expression){
        if (expression==null){
            return false;
        }
        ListStack<Character> stack = new ListStack<>();//字符类类型
        char[] chars=expression.toCharArray();//将字符串转为字符数组
        for (int i = 0; i < chars.length; i++) {
            if ((chars[i]=='(')||(chars[i]=='[')||(chars[i])=='{'){
                stack.push(chars[i]);
            }else if (chars[i]==')'){
                if (!stack.isEmpty()){
                    Character top = stack.getTop();
                    if (top=='('){
                        stack.pop();
                        continue;
                    }else {
                        return false;//不匹配
                    }
                }else{
                    return false;//不匹配
                }
            }else if (chars[i]=='}'){
                if (!stack.isEmpty()){
                    Character top = stack.getTop();
                    if (top=='{'){
                        stack.pop();
                        continue;
                    }else {
                        return false;//不匹配
                    }
                }else{
                    return false;//不匹配
                }

            }else {
                if (!stack.isEmpty()){
                    Character top = stack.getTop();
                    if (top=='['){
                        stack.pop();
                        continue;
                    }else {
                        return false;//不匹配
                    }
                }else {
                    return false;//不匹配
                }
            }
        }
        return true;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        while (true){
            System.out.println("请输入一串括号：");
            String expression = scanner.next();
            System.out.println("这串括号是否匹配："+MatchBrackets.isMatch(expression));
            System.out.println("请问是否继续输入（y表示是/n表示否）：");
            String flag = scanner.next();
            if (flag.equals("y")){
                continue;
            }
            if (flag.equals("n")){
                break;
            }
        }
        System.out.println("测试结束！");
    }
}

3.测试

2019.10.29日算法与数据结构打卡~
有不懂的朋友可以私信我一起交流！