括号匹配问题

No.1：问题描述

有一段字符串序列，其中只含有' [ '，' ] '，' ( '，‘ ) ’四种括号，现在需要判断一下这个字符串序列中的括号是否配对。

No.2：程序输入

第一行输入数n，表示有n条测试字符串，n > 0。

接下来输入每组非空测试字符串，字符串长度<10000。

No.3：程序输出

如果字符串中的括号配对则输出Yes，如果不配对则输出No。

No.4：问题解决

检查序列中的括号是否配对的策略，如下：

1. 遍历序列中的每一个括号

2. 若序列中第一个括号为右括号，则序列不配对，程序结束

3. 若扫描到的括号为左括号，则让该括号入栈

4. 若扫描到的括号为右括号，若此时栈顶的左括号与其配对，则让栈顶元素出栈，扫描下一个元素

5. 若扫描到的括号为右括号，若此时栈顶的左括号与其不配对，则序列中左括号多于右括号，序列不配对，程序结束

6. 若扫描到的括号为右括号，若此时栈已空，则序列中左括号少于右括号，序列不配对，程序结束

7. 在扫描结束后，如果栈已空，则序列配对

No.5：栈的定义

定义一个栈，实现了入栈、出栈、获取栈顶元素、判断栈空、打印栈中元素等基本功能。

class Stack {

/**
* 栈的初始化
* @param size 栈大小
*/
public Stack(int size) {
this.data = new char[size];
p = -1;
}

/**
* 判断栈是否为空
* @return 若空返回true，否则，返回false
*/
public boolean isEmpty() {
if(p < 0) {
return true;
} else {
return false;
}
}

/**
* 获取栈顶元素
* @return 栈顶元素值
*/
public char getTop() {
if(p > -1) {
return data[p];
} else {
return '0';
}
}

/**
* 出栈
*/
public void pop() {
if(p >= 0) {
--p;
} else {
System.err.println("栈空!");
}
}

/**
* 入栈
* @param c 需要入栈的元素
*/
public void push(char c) {
if(p < data.length - 1) {
++p;
data[p] = c;
} else {
System.err.println("栈满!");
}
}

/**
* 打印栈中的元素
*/
public void printStack() {
if(!isEmpty()) {
for(int i=0; i<=p; ++i) {
System.out.print(data[i] + " ");
}
System.out.println();
} else {
System.err.println("栈空!");
}
}

private char[] data;//栈的结构
private int p;//栈顶指针
}

No.6：程序入口

定义Java主函数，按照步骤4所阐述的策略对括号字符串进行检查。

public static void main(String[] args) {
BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
try {
int group = Integer.parseInt(in.readLine());
boolean flag;
char[] c;
Stack s;
while(group > 0) {
flag = true;
c = in.readLine().trim().toCharArray();
s = new Stack(c.length);
if(c[0] == '[' || c[0] == '(') {
s.push(c[0]);
for(int i=1; i<c.length; ++i) {

//当前字符为左括号，则入栈
if(c[i] == '[' || c[i] == '(') {
s.push(c[i]);
}

//当前字符串为右括号，且栈顶元素为左括号，则出栈，进入下次循环
if((c[i] == ']' && s.getTop() == '[') || (c[i] == ')' && s.getTop() == '(')) {
s.pop();
continue;
}

//左括号多于右括号
if((c[i] == ']' && s.getTop() == '(') || (c[i] == ')' && s.getTop() == '[')) {
flag = false;
break;
}

//右括号多于左括号
if(c[i] == ']' || c[i] == ')') {
if(s.isEmpty()) {
flag = false;
break;
}
}
}
} else {
flag = false;
}

//遍历结束栈不空，则括号不配对
if(!s.isEmpty()) {
flag = false;
}

if(flag) {
System.out.println("Yes");
} else {
System.out.println("No");
}
--group;
}
in.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}

No.7：测试效果

测试5组数据效果如下：