怎么用Python解决括号匹配问题
使用Python解决括号匹配问题的方案主要涉及栈的应用。下面将提供一个基于栈的算法来解决这一问题。
1. 算法思路
我们可以使用一个栈来处理括号匹配的问题。具体步骤如下:
- 创建一个空栈。
- 遍历输入的字符串,对于每一个字符:
- 如果字符是一个开括号('('、'['或'{'),将其推入栈中。
- 如果字符是一个闭括号(')'、']'或'}'),则检查栈是否为空。如果不为空,则将栈顶元素弹出,并与当前字符进行匹配。
- 如果字符是一个闭括号,但栈为空,或者栈顶元素与当前字符不匹配,则返回False。
- 遍历完成后,检查栈是否为空。如果为空,则返回True;否则,返回False。
2. 代码实现
以下是使用Python实现的括号匹配算法的代码:
def is_valid_parentheses(s:str) -> bool:
stack = [] # 创建一个空栈
mapping = {')': '(', ']': '[', '}': '{'} # 定义括号对映射关系
for char in s: # 遍历字符串中的每个字符
if char in mapping: # 如果是闭括号
if stack: # 如果栈不为空
top_element = stack.pop() # 弹出栈顶元素
else:
top_element = '#' # 设置一个非括号字符作为默认栈顶元素
if mapping[char] != top_element: # 检查括号是否匹配
return False
else:
stack.append(char) # 如果是开括号,将其推入栈中
return not stack # 检查栈是否为空
3. 算法分析
该算法的时间复杂度为 O(n),其中 n 是输入字符串的长度。由于我们使用了一个栈来存储开括号的顺序,所以空间复杂度为 O(n)。
我们可以通过在一个循环中遍历输入字符串来解决括号匹配的问题。在每一次循环迭代中,我们只需要常数的操作。因此,我们的算法的时间和空间复杂度都是 O(n),其中 n 是输入字符串的长度。
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