使用Python堆栈数据结构处理括号平衡问题

漫步云海涧 2021-10-21 15:24:17 浏览数 (59)
反馈

学习数据结构,可以说是学习编程非常重要的一部分。因为每个程序都需要使用数据,学习数据结构有利于我们组织、管理和存储数据。下面,和大家分享 Python 语言中常用的数据结构之一的堆栈结构,并尝试解决括号平衡的问题。

一、概述

首先,简单地介绍一下什么是堆栈(Stack)

堆栈数据结构可以说是比较简单的几种数据结构其中一个,按照特定的顺序来添加或者删除元素。

堆栈数据结构有一个特性:LIFO,也就是常说的后进先出。

这个特性就好比我们往箱子里放砖头,先放进去的就在下面,后放进去的在上面。当我们要取出砖头,就会把最上面的砖头,也就最后放入箱子的砖头取出来。

大致的示意图如下:

DownloadFile

放砖头和取砖头的行为在堆栈中也有相应的两个术语,分别是:入栈(push)出栈(pop)

二、平衡括号

接下来,就和大家说一说学习堆栈数据结构,通常会遇到的一个问题,平衡括号。

什么是平衡括号呢?当你给出的一个式子里,每个左括号往后找都能找到一个右括号,两两成双,直到没有剩余的,就可以说是括号平衡。如果,你先碰到了右括号,但是前面并没有左括号来跟它匹配,那么这个式子就称不上是括号平衡。

一般在 Python 中实现堆栈数据结构,往往会使用列表。

下面就分享一下关于这个问题,我的解题思路,以及详细代码。

解题思路:

(1)要实现堆栈结构,首先就要创建一个列表来装载数据。

(2)将要判断的式子进行遍历。

(3)如果遍历到的是左括号的,那么就使用 insert 方法,从首位加入;如果是右括号,则进行下一步判断。

(4)如果列表里面是空的,那么直接返回一个 False;如果不为空,则使用 pop 方法,从首位移除一个。

(5)循环遍历结束后,再进行一层判断。如果列表为空,则返回True;否则,返回False。

详细代码:

def balanced(expression):
items = []
for i in expression:
if i == "(":
items.insert(0, i)
elif i == ")":
if items == []:
return False
else:
items.pop(0)
else:
continue

if items == []:
return True
else:
return False
print(balanced(input()))

输出结果:




三、总结

以上内容就是关于 Python 的堆栈结构的简单介绍,以及如何使用堆栈结构来解决括号平衡问题的解题思路、详细代码和输出结果。

0 人点赞