Problem J: 括号匹配问题

Problem Description

在某个字符串（长度不超过100）中有左括号、右括号和大小写字母；规定（与常见的算数式子一样）任何一个左括号都从内到外与在它右边且距离最近的右括号匹配。写一个程序，找到无法匹配的左括号和右括号，输出原来字符串，并在下一行标出不能匹配的括号。不能匹配的左括号用"$"标注,不能匹配的右括号用"?"标注。

Input Description

输入包括多组数据，每组数据一行，包含一个字符串，只包含左右括号和大小写字母，字符串长度不超过100。

注意：cin.getline(str,100)最多只能输入99个字符！

Output Description

对每组输出数据，输出两行，第一行包含原始输入字符，第二行由"$","?"和空格组成，"$"和"?"表示与之对应的左括号和右括号不能匹配。

Sample Input

bge)))))))))
((IIII))))))
()()()()(uuu
))))UUUU((()

Sample Output

bge)))))))))
   ?????????
((IIII))))))
        ????
()()()()(uuu
        $   
))))UUUU((()
????    $$  

Hint

 算法思想：

括号匹配是典型的栈的应用，因此可以采用链栈，思路如下：

（1）第一次遍历输入字符串，

        1.是左括号，则入栈，同时标记数组的相应位置置空格

        2.是右括号，则检测栈是否为空，不为空，则判断有对应的左括号，同时出栈；为空，则没有对应的左括号，标记数组置‘？’

（2）第二次遍历输入字符串，

        1.是右括号，则入栈。

        2.是左括号，则检测栈是否为空，不为空，则判断有对应的右括号，同时出栈；为空，则没有对应的左括号，标记数组置‘$’。

 

ac代码：

# 本题易错，List是可变的，传到函数里是指针，所以赋值给新的变量保存也会修改它本身的值，只能拷贝保存
# 找左括号无法匹配要逆转列表看入栈的顺序
# 顺序存储
class Stack(object):
    # 初始化一个栈
    def __init__(self, size=100):
        self.stack = []
        self.size = size
        self.top = -1

    # 判断堆栈是否为空
    def isEmpty(self):
        return self.top == -1

    # 判断栈是否已满
    def is_full(self):
        return self.top + 1 == self.size

    # 入栈操作
    def pushStack(self, val):
        if self.is_full():
            raise Exception("Stack is full")
        else:
            self.top += 1
            self.stack.append(val)

    # 出栈操作
    def popStack(self):
        if self.isEmpty():
            raise Exception("Stack is empty")
        else:
            self.top -= 1
            self.stack.pop()

def func():
    while True:
        try:
            x = []
            x = input()
            x = list(x)
            Match(x)
        except EOFError:
            break
def Match(line):
    t = []
    t = line.copy()
    print(''.join(t))
    # 实例化一个栈
    s = Stack()
    j = 0
    # 找右括号是否匹配
    for i in line:
        t[j] = ' '
        if i=='(':
            s.pushStack(i)
        if i==')':
            if s.isEmpty():
                t[j] = '?'
            else:
                s.popStack()
        j += 1
    # 找左括号是否匹配,注意不能拆开比较，括号有左右之分
    w = Stack()
    flag = 0
    length = len(line)
    j = 0
    m = line[::-1]
    for i in m:
        if i == ')':
            w.pushStack(i)
        if i == '(':
            if w.isEmpty():
                t[length-1-j] = '$'
            else:
                w.popStack()
        j += 1
    print(''.join(t))
if __name__ == '__main__':
    func()