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括号配对问题【刷题反思】

news 来源：原创 2025/5/18 11:23:05

1. 判断括号配对

1.1 题目

题目描述：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：1. 左括号必须用相同类型的右括号闭合

2. 左括号必须以正确的顺序闭合

3. 每个右括号都有⼀个对应的相同类型的左括号

示例：输入：s = "()[]{}"

输出：true

class Solution {
public:
    bool isValid(string s) {
        
    }
};

1.2 思想

栈的“后进先出”特性，我们可以把左括号依次放入一个栈中，当遇到右括号时，从栈中提取栈顶元素和右括号比较，由于栈的“先进后出”的特性，这个栈顶左括号在顺序上和右括号相匹配，只需判断是否是一个类型即可

1.3 模拟实现

#include<stack>
class Solution {
public:
	bool isValid(string s) {
		//因为要匹配括号，所以栈的类型为char
		stack<char> stk;
		//遍历这个字符串的每一个字符
		for (auto ch : s)
		{
			//遇到左括号放入栈中
			if (ch == '(' || ch == '{' || ch == '[') stk.push(ch);
			else
			{
				//遇到右括号先判断栈是否为空，为空直接返回
				if (stk.empty()) return false;
				//如果不为空，就弹出栈顶元素匹配，不匹配返回false
				int ch1 = stk.top();
				if (ch == ']' && ch1 != '[') return false;
				if (ch == '}' && ch1 != '{') return false;
				if (ch == ')' && ch1 != '(') return false;
				//如果相匹配，别忘记去除栈顶元素，接着判断其他组
				stk.pop();
			}
		}
		//如果全匹配，那栈应该为空
		return stk.empty();
	}
};

2. 添加正确的括号

2.1 题目

题目描述：定义如下规则：

1. 空串是「平衡括号序列」

2. 若字符串 S 是「平衡括号序列」，那么 [S] 和 (S) 也都是「平衡括号序列」

若字符串 A 和 B 都是「平衡括号序列」，那么 AB（两字符串拼接起来）也是「平衡括号序列」。

例如，下面的字符串都是平衡括号序列：

(())，([])，()[]，()[()]

而以下几个则不是：

)(，())，([()

现在，给定一个仅由 (，)，[，]构成的字符串 s，请你按照如下的方式给字符串中每个字符配对：

从左到右扫描整个字符串。

对于当前的字符，如果它是一个右括号，考察它与它左侧离它最近的未匹配的的左括号。如果该括号与之对应（即小括号匹配小括号，中括号匹配中括号），则将二者配对。如果左侧未匹配的左括号不存在或与之不对应，则其配对失败。

配对结束后，对于 s 中全部未配对的括号，请你在其旁边添加一个字符，使得该括号和新加的括号匹配

输入描述：输入只有一行一个字符串，s；s的长度不超过 100 ，只含 (,),[,] 四种字符

示例：输入：([()

输出：()[]()

2.2 思想

和前一道题一样，我们可以用栈来存储左括号，遇到右括号时弹栈和右括号比较，值得注意的是，这道题要求补上对应括号，所以我们需要知道不匹配括号的位置，栈的类型为int可以标记字符在字符串里的位置

2.3 模拟实现

#include<iostream>
using namespace std;
#include<stack>
const int N = 110;
//定义布尔数组标记不合格的字符
bool a[N];
//定义int类型的stack，可以标记位置
stack<int> stk;
string s;

int main()
{
	cin >> s;
	//遍历字符串
	for (int i = 0; i < s.size(); i++)
	{
		char ch = s[i];
		//左括号，将在字符串的对应位置压栈
		if (ch == '(' || ch == '[') stk.push(i);
		else
		{
			//遇到右括号，栈为空，bool数组默认该位置为false
			if (stk.empty()) continue;
			//得到栈顶左括号
			char tmp = s[stk.top()];
			//和右括号匹配，相匹配标记左括号和右括号位置为true
			if ((ch == ')' && tmp == '(')|| (ch == ']' && tmp == '['))
			{
				a[i] = true;
				a[stk.top()] = true;
				stk.pop();
			}
		}
	}
	//原字符串标记完毕，补到新的字符串
	string ret = "";
	for (int i = 0; i < s.size(); i++)
	{
		//原字符串标记为true，直接加
		if (a[i]) ret += s[i];
		else
		{
			char ch = s[i];
			if (ch == '(')
			{
				ret += ch;
				ret += ')';
			}
			else if (ch == '[')
			{
				ret += ch;
				ret += ']';
			}
			else if (ch == ')')
			{
				ret += '(';
				ret += ch;
			}
			else if(ch==']')
			{
				ret += '[';
				ret += ch;
			}
		}
		
	}
	cout << ret << endl;
	return 0;
}