数据结构之栈的简单应用（判断字符串中括号的合法性）

Posted 2021-12-29 guojbing

数据结构之栈（判断字符串中括号的合法性）

1. 栈的定义
   • 栈是一种线性数据结构，栈的特征是数据的插入和删除只能通过一端来实现，这一端称为“栈顶”，相应的另一端称为“栈底”；另外其还有先进后出，后进先出的特征。
   • 栈是一种高效的数据结构，因为数据只能在栈的顶端添加或者删除，所以这样的操作很快而且容易实现。
   • 说到线性结构，得先了解一下数据的逻辑结构，数据的逻辑结构分为线性结构、集合结构、树形结构和图形结构，如下图所示，栈是一种特殊的线性表，是线性结构的一种。
     
2. javascript 定义一个栈结构的构造函数 （node环境）

module.exports = function Stack() 
    // 初始化一个栈
    const arr = []
    // 压栈
    this.push = item => arr.push(item)
    // 弹栈
    this.pop = () => arr.pop()
    // 返回栈顶元素
    this.top = () => arr[arr.length - 1]
    // 栈的大小
    this.size = () => arr.length
    // 栈是否为空
    this.isEmpty = () => arr.length === 0
    // 清空栈
    this.clear = () => arr.splice(0, arr.length)

3.栈的简单应用、

需求： 判断一个字符串中的括号是否成对，是否合法？

const str1 = ‘((3223)2)2(2)‘

const str2 = ‘)22(12)sf1(sdfs‘

• 思路：

  • 创建一个后进先出的栈
  • 遍历字符串
  • 如果元素是（ 压入栈中
  • 如果是 ），就要判断栈是否为空，如果为空返回‘不合法’；如果不为空，就弹出栈顶元素
  • 如果遍历结束了，就要再次判断栈是否为空，如果为空返回‘合法’，否则返回‘不合法’

• 步骤：

   // 1. 引入栈结构的构造函数
  const Stack = require('./Stack')
  const str1 = '((3223)2)2(2)'
  const str2 = ')22(12)sf1(sdfs'
  
  // 2. 创建一个函数，在函数中初始化一个栈结构，遍历要判断的字符串
  /**
   * @description 判断一个字符串中包含的括号是否成对，是否合法
   * @param String str 要判断合法性的字符串
   */
  function is_legal_brackets(str) 
  
    // 初始化栈结构
    const stack = new Stack()
    // 遍历字符串
    for (const item of str) 
      if (item === '(') 
        stack.push(item)
      
      if (item === ')') 
        if (stack.isEmpty()) 
          return '不合法'
        
        stack.pop()
      
    
  
    return stack.isEmpty() ? '合法' : '不合法'
  
  
   // 3. 调用定义好的is_legal_brackets函数
  console.log('str1是否合法？ => ', is_legal_brackets(str1));  // 合法
  console.log('str2是否合法？ => ', is_legal_brackets(str2));  // 不合法