在编程中，括号匹配是一个常见问题，尤其是在处理数学表达式、编译器解析等任务时。栈（Stack）是一种非常适合处理此类问题的数据结构，因为栈具有“后进先出（LIFO）”的特性，能够精确地管理括号的匹配问题。
本文将通过 C++ 代码，详细讲解如何使用栈来实现括号匹配，它的原理是什么、逻辑结构实现是怎样的，并通过符号表示栈的状态，帮助你理解栈的应用。
本篇文章需要读者具有栈的基本知识
【数据结构】栈是什么？从0理解栈的数据结构【数据结构】什么是链栈？【数据结构】手动实现栈：使用链表轻松搞定【编程语言】在C++中使用stack 栈结构
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问题描述代码讲解代码解析栈的状态表示示例 1：输入 `"[()]"`示例 2：输入 `"[(])"` 测试总结
问题描述
给定一个字符串，包含三种类型的括号：(, ), [, ]。我们需要判断字符串中的括号是否正确配对。如果每个左括号都有对应的右括号，并且括号的配对顺序是正确的，则返回 true；否则返回 false。
例如：
输入："[()]"，输出：true输入："[(])"，输出：false 代码讲解
#include "bits/stdc++.h"using namespace std;bool search(string str) { stack<char> s; // 创建一个栈来存储左括号 for(char c : str) { // 遍历字符串中的每个字符 if(c == '[' || c == '(') { // 如果是左括号，压栈 s.push(c); } else if(s.empty()) { // 如果是右括号，但栈为空，说明没有匹配的左括号 return false; } else if(c == ']' && s.top() == '[') { // 如果是右括号，且栈顶是左括号 s.pop(); // 匹配成功，弹出栈顶元素 } else if(c == ')' && s.top() == '(') { // 如果是右括号，且栈顶是左括号 s.pop(); // 匹配成功，弹出栈顶元素 } else { return false; // 如果右括号与栈顶不匹配，返回 false } } return s.empty(); // 如果栈为空，则所有括号匹配成功，返回 true；否则返回 false}int main() { cout << search("[])" ) << endl; // 测试输入 return 0;}代码解析
栈初始化
在search函数开始时，我们创建了一个字符类型的栈 s，用于存储遇到的左括号 '(' 和 '['。
遍历字符串
我们通过 for (char c : str) 遍历字符串中的每个字符。
左括号处理
如果当前字符是左括号 '(' 或 '['，我们就将它压入栈中。
右括号处理
如果当前字符是右括号 ')' 或 ']'，我们首先检查栈是否为空：
false。否则，我们检查栈顶元素是否是对应的左括号。如果匹配，则弹出栈顶元素，表示这对括号已经匹配成功。如果不匹配，则返回 false，说明括号顺序有误。 检查栈是否为空
遍历结束后，如果栈为空，说明所有的括号都匹配成功了。否则，返回 false，表示还有未匹配的左括号。
栈的状态表示
为了便于理解栈的变化，我们使用符号表示当前栈的状态。栈的元素从栈底到栈顶按顺序排列。
示例 1：输入 "[()]"
初始状态：栈为空：[]处理字符 '['，将其压栈：['[']处理字符 '('，将其压栈：['[', '(']处理字符 ')'，栈顶是 '('，匹配成功，弹出栈顶：['[']处理字符 ']'，栈顶是 '['，匹配成功，弹出栈顶：[]最终栈为空，所有括号匹配成功，返回 true。 示例 2：输入 "[(])"
初始状态：栈为空：[]处理字符 '['，将其压栈：['[']处理字符 '('，将其压栈：['[', '(']处理字符 ')'，栈顶是 '('，匹配成功，弹出栈顶：['[']处理字符 ']'，栈顶是 '['，匹配成功，弹出栈顶：[]最终栈为空，所有括号匹配成功，返回 true，但实际上，括号顺序错误，程序应该返回 false。 测试
cout << search("[])" ) << endl; // 测试输入对于输入 "[])"，程序的执行过程如下：
[]处理字符 '['，将其压栈：['[']处理字符 ']'，栈顶是 '['，匹配成功，弹出栈顶：[]处理字符 ')'，栈为空，表示没有匹配的左括号，返回 false。 总结
通过这段代码和符号化的栈状态表示，可以清晰的了解栈在括号匹配中的应用。栈的“后进先出”特性使得它非常适合解决括号配对问题。在实际编程中，栈还可以用于其他多种场景，比如函数调用管理、深度优先搜索等，我们会在后面逐步介绍其他算法，如果你有兴趣可以给我点个关注，感谢支持！。