1.实现目标
这道题目其实背景与我们的实际开发场景还有比较大的关系,比如有这样一串字符串:
dsa(dsadsa{dhk)s})}
我们想要知道上面的括号是否一一匹配,就好比我们编写代码时候,括号是一一对应的。我们在举几个例子,大家就知道什么叫做括号匹配了。
括号匹配的字符串:
ads[dsad{dsad(dsads)dsadsa}dsad]
括号不匹配的字符串:
asda(ds[dshd]ds(dsad])
看了上面的例子应该就明白什么叫做括号匹配的字符串了,我们总结一下题目要求。
需求:
假如我们有一个字符串:
esae(dsad[dsa})dsa
。我们需要判断这个字符串中的括号是否匹配的上。
输入:
dsad{ds(dsads)a}
输出:
true
输入:
asda(ds[dshd]ds(dsad])
输出:
false
2.实现思路
很多没有接触过数据结构或者不熟悉的小伙伴来说,他们的思路可能非常的硬核,比如他们可能会有如下思路:
直接使用循环,保存每种括号的数量,然后比较正反括号的数量是否相等,相等则代表括号匹配。
上面的思路在某一些场景下是可以返回正确结果的,但是很多场景下是无法正确判断的,比如下面这种场景:
{a[b(c])}
上面这个字符串的正反括号数量上是匹配的,但是它是一个括号匹配的字符串吗?很明显不是,它的(
对应的是]
,很明显是错误的。
正确思路:
我们可以使用栈这种数据结构来实现这个算法题,栈不是一个实实在在的东西,它也只是一个逻辑模型,一种概念而已,就好比我们的数学公式,它只是一种理念,我们需要在实际的题目运用它。
简单介绍下栈的概念:
栈是一种线性存储结构,它有着”先进后出“的特点。
通过图我们能够更好地理解,如下图所示,每个栈都有栈顶和栈底,大家可以把栈想象成一个放餐盘的桶,我们最后放入的餐盘是不是会被最先拿出来,转换过来就是最后放入栈内的元素会优先出栈,也就是先进后出原则。
栈结合题目:
那么我们如何将我们的字符串匹配与栈结合呢?
我们可以把字符串中的所有括号拿出来,然后依次入栈,如果括号匹配了,那么两个元素都出栈,当括号入栈和出栈完毕,且栈内没有元素后,我们就说这个字符串是括号匹配的。
我们可以通过一张图来理解,如下图所示:
通过上图应该就很好理解判断字符串括号匹配的原理了,主要就是利用了栈的先进先出操作,以及栈顶元素与入栈元素的比较。
3.具体实现
我们知道了题目做什么并且有了解题思路,那么我们就可以具体去实现它了。
这里需要注意:我们采用的是 JS
实现,所以直接采用数组来当作栈,当然,栈和数组是没有任何关系的,我们只是借助数组来模拟栈的理念罢了。
代码如下:
<script> function bracketMatch(str) { const length = str.length; if (length === 0) { return true } const stack = []; // 借助数组模拟栈 const leftBracket = '([{'; // 定义左括号 const rightBracket = ')]}'; // 定义右括号 for (let index = 0; index < length; index++) { const s = str[index]; if (leftBracket.includes(s)) { // 如果出现左括号,压栈 stack.push(s) } else if (rightBracket.includes(s)) { // 如果出现右括号,需要判断栈顶元素与之是否匹配,是否需要出栈 const top = stack[stack.length - 1]; // 栈顶元素 // 左右括号是否匹配 if (isMatch(top, s)) { stack.pop(); // 出栈,注意这儿没有压栈操作 } } } return stack.length === 0; // 长度为 0 代表括号匹配 } // 判断左右括号是否匹配 function isMatch(left, right) { if (left === '{' && right === '}') { return true; } else if (left === '[' && right === ']') { return true; } else if (left === '(' && right === ')') { return true; } else { return false } } // 测试 console.log(bracketMatch('a{dsa}(sas)[dsa]')); // true console.log(bracketMatch('a{dsa}(sas[)dsa]')); // false </script>
上段代码中我们直接利用了数组来模拟战,使用 push
和 pop
操作来模拟出栈和压栈的操作。思路其实挺简单的,就是一个入栈和压栈操作,遇到左括号直接压栈,遇到右括号则与栈顶元素匹配一下,匹配上了直接出栈,否则返回 false
。
总结
这道算法题考察的是对栈的理解与应用,如果没有学过数据结构与算法,或者没有做过算法题,其实这道题相对来说还是比较难的,但是一旦知道了原理,就非常简单。就好比我们看魔术,不知道魔术原理之前感觉很神奇,知道魔术原理之后瞬间感觉也就那样。
如果觉得文章太繁琐或者没看懂,可以观看视频: 小猪课堂