Go语言实战案例-括号匹配算法

在编译器、表达式求值、代码格式化等场景中，我们经常需要判断括号是否成对匹配且顺序正确。这是一个经典的栈（Stack）应用问题。

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一、问题描述

给定一个字符串，判断其中的括号是否匹配。括号可能包括：

• • () 圆括号
• • [] 方括号
• • {} 花括号

要求：

• • 每个左括号必须有对应的右括号
• • 括号必须按正确的嵌套顺序闭合

示例

输入	输出
"()"	true
"([]{})"	true
"(]"	false
"([)]"	false
"{[()()]}"	true

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二、算法思路

1. 1. 使用栈保存未匹配的左括号
2. 2. 遍历字符串：
3. • • 遇到左括号 (、[、{ → 压入栈
   • • 遇到右括号 )、]、} → 弹出栈顶元素，判断是否是对应的左括号
   • • 若不匹配或栈为空 → 返回 false
4. 3. 遍历结束后，如果栈不为空 → 返回 false
5. 4. 否则 → 返回 true

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三、Go语言实现

package main

import (
    "fmt"
)

func IsValidBrackets(s string) bool {
    stack := []rune{}
    pairs := map[rune]rune{
        ')': '(',
        ']': '[',
        '}': '{',
    }

    for _, ch := range s {
        switch ch {
        case '(', '[', '{':
            stack = append(stack, ch) // push
        case ')', ']', '}':
            if len(stack) == 0 || stack[len(stack)-1] != pairs[ch] {
                return false
            }
            stack = stack[:len(stack)-1] // pop
        }
    }

    return len(stack) == 0
}

func main() {
    tests := []string{"()", "([]{})", "(]", "([)]", "{[()()]}"}
    for _, t := range tests {
        fmt.Printf("%s -> %v\n", t, IsValidBrackets(t))
    }
}

输出

() -> true
([]{}) -> true
(] -> false
([)] -> false
{[()()]} -> true

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四、复杂度分析

• • 时间复杂度：O(n)，只需一次遍历
• • 空间复杂度：O(n)，栈最多存储 n 个字符

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五、进阶扩展

✅ 1. 增加其他符号
可以扩展 pairs 表，支持 <> 或自定义符号。

✅ 2. 忽略非括号字符
在表达式中可能包含数字、运算符，可以在 switch 中只处理括号。

✅ 3. 处理大规模数据
当输入很大时，可以考虑流式处理（分块判断）。

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六、总结

通过本篇案例，你学习了：

• • 使用栈解决括号匹配问题
• • Go 语言中 map、slice 的基本操作
• • 如何分析算法的时间和空间复杂度

栈的应用非常广泛，除了括号匹配，还可用于表达式求值、撤销操作、DFS搜索等场景。

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