В мире программирования есть определенные проблемы, которые, кажется, никогда не исчезнут. Одной из таких проблем является работа со сбалансированными круглыми скобками. Независимо от того, являетесь ли вы опытным разработчиком или только начинаете, понимание и реализация алгоритмов проверки сбалансированности круглых скобок является важным навыком. В этой статье блога мы рассмотрим несколько способов решения этой проблемы, используя разговорный язык и примеры кода, чтобы облегчить понимание.

Метод 1: подход на основе стека
Стэковая структура данных оказывается удобным инструментом, когда дело доходит до проверки сбалансированных круглых скобок. Вот как это работает:

def check_balanced_parentheses(expression):
    stack = []
    opening_brackets = ['(', '[', '{']
    closing_brackets = [')', ']', '}']

    for char in expression:
        if char in opening_brackets:
            stack.append(char)
        elif char in closing_brackets:
            if not stack or opening_brackets.index(stack.pop()) != closing_brackets.index(char):
                return False

    return len(stack) == 0

Метод 2: Подсчет
Другой способ решения этой проблемы — использование счетчика. Мы отслеживаем количество встреченных открывающихся и закрывающих скобок, и если к концу они совпадают, скобки сбалансированы. Вот пример:

def check_balanced_parentheses(expression):
    count = 0

    for char in expression:
        if char == '(':
            count += 1
        elif char == ')':
            count -= 1
            if count < 0:
                return False

    return count == 0

Метод 3: Магия регулярных выражений
Регулярные выражения также могут прийти на помощь, когда дело касается сбалансированных круглых скобок. Мы можем использовать их, чтобы удалить из выражения все символы без круглых скобок и проверить, пуста ли полученная строка. Вот как это работает:

import re
def check_balanced_parentheses(expression):
    expression = re.sub(r'[^()]+', '', expression)
    return expression == ''

Метод 4: рекурсивный подход
Рекурсия может быть элегантным решением проблемы сбалансированных круглых скобок. Мы определяем рекурсивную функцию, которая проверяет, начинается ли строка и заканчивается ли она сбалансированной парой круглых скобок, а затем рекурсивно проверяет оставшуюся подстроку. Вот пример:

def check_balanced_parentheses(expression):
    if len(expression) == 0:
        return True

    if expression[0] == ')' or expression[-1] == '(':
        return False

    return check_balanced_parentheses(expression[1:-1])

В этой статье мы рассмотрели несколько методов проверки сбалансированных круглых скобок в выражении. Мы рассмотрели подход на основе стека, метод подсчета, использование регулярных выражений и даже рекурсивное решение. У каждого метода есть свои сильные и слабые стороны, поэтому важно выбрать тот, который соответствует вашим конкретным потребностям. Освоив эти методы, вы сможете уверенно решать проблему со сбалансированными круглыми скобками в своих будущих начинаниях по программированию.

Помните: независимо от того, создаете ли вы сложное приложение или решаете простую задачу по программированию, понимание алгоритмов и структур данных является ключом к тому, чтобы стать квалифицированным программистом.