Python學習記錄：括號配對檢測問題

一、問題描述

在練習Python程序題的時候，我遇到了括號配對檢測問題。

問題描述：提示用戶輸入一行字符串，其中可能包括小括號 ()，請檢查小括號是否配對正確，配對成功與否分別輸出：

配對成功！

配對失敗！

其中，小括號配對要考慮配對順序，即()表示配對，)(不是配對，只考慮小括號配對。

一提起括號配對，我們可能會想到C語言正則表達式計算的符號優先級問題，在C語言中我們通常使用棧來解決，而在Python中我們也可以用棧的思路和方法，以列表的形式來實現它。把list當做棧來使用，但建立的還是list對象，提供的是list類型的函數方法。

二、Python列表函數&方法

序列是Python中最基本的數據結構。序列中的每個元素都分配一個數字——它的位置，或索引，第一個索引是0，第二個索引是1，依此類推。

Python有6個序列的內置類型，但最常見的是列表和元組。

序列都可以進行的操作包括索引，切片，加，乘，檢查成員。

此外，Python已經內置確定序列的長度以及確定最大和最小的元素的方法。

列表是最常用的Python數據類型，它可以作為一個方括號內的逗號分隔值出現。

列表的數據項不需要具有相同的類型。

創建一個列表，只要把逗號分隔的不同的數據項使用方括號括起來即可。如下所示：

list1 = ['physics', 'chemistry', 1997, 2000]

list2= [1, 2, 3, 4, 5]

list3= ["a", "b", "c", "d"]

與字符串的索引一樣，列表索引從0開始。列表可以進行截取、組合等。

1.Python包含以下函數:

1)cmp(list1, list2)：比較兩個列表的元素

2)len(list)：列表元素個數

3)max(list)：返回列表元素最大值

4)min(list)：返回列表元素最小值

5)list(seq)：將元組轉換為列表

①使用len()方法返回列表元素個數。

len()方法語法：

len(list)

返回列表元素個數。

以下實例展示了len()函數的使用方法：

list1, list2 = [123, 'xyz', 'zara'], [456, 'abc']print("First list length :",len(list1))print("Second list length :",len(list2))

輸出結果如下：

②list()方法用于將元組轉換為列表。

list()方法語法：

list(tup)

返回列表。

注：元組與列表是非常類似的，區別在于元組的元素值不能修改，元組是放在括號中，列表是放于方括號中。

以下實例展示了list()函數的使用方法：

aTuple = (123, 'xyz', 'zara', 'abc')

aList=list(aTuple)print("列表元素：", aList)

輸出結果如下：

2.Python包含以下方法:

1)list.append(obj)：在列表末尾添加新的對象

2)list.count(obj)：統計某個元素在列表中出現的次數

3)list.extend(seq)：在列表末尾一次性追加另一個序列中的多個值(用新列表擴展原來的列表)

4)list.index(obj)：從列表中找出某個值第一個匹配項的索引位置

5)list.insert(index, obj)：將對象插入列表

6)list.pop([index=-1])：移除列表中的一個元素(默認最后一個元素)，并且返回該元素的值

7)list.remove(obj)：移除列表中某個值的第一個匹配項

8)list.reverse()：反向列表中元素

9)list.sort(cmp=None, key=None, reverse=False)：對原列表進行排序

①append()方法用于在列表末尾添加新的對象。

append()方法語法：

list.append(obj)

該方法無返回值，但是會修改原來的列表。

以下實例展示了append()函數的使用方法：

aList = [123, 'xyz', 'zara', 'abc']

aList.append(2009)print("Updated List :", aList)

輸出結果如下：

②pop()函數用于移除列表中的一個元素(默認最后一個元素)，并且返回該元素的值。

pop()方法語法：

list.pop([index=-1])

obj -- 可選參數，要移除列表元素的索引值，不能超過列表總長度，默認為index=-1，刪除最后一個列表值。

該方法返回從列表中移除的元素對象。

以下實例展示了 pop()函數的使用方法：

list1 = ['Google', 'Runoob', 'Taobao']

list_pop= list1.pop(1)print("刪除的項為 :", list_pop)print("列表現在為 :", list1)

輸出結果如下：

三、代碼實現

代碼實現如下：

#使用列表來存放棧元素

defparentheses(m):

list1=[]for i inrange(len(m)):if m[i]=='(' or m[i]==')':

list1.append(m[i])#將小括號元素放在list1

list2=[] #存放(，相當于棧

if len(list1)==0: #無小括號元素

returnTrueelif list1[0]==')': #第一個元素為),即)在(前面

returnFalseelif len(list1)%2!=0: #小括號元素總數為奇數，無論怎么配對也不會成功

returnFalseelse:for i inrange(len(list1)):if list1[i]=='(': #將左括號元素放在list2

list2.append(list1[i])elif list1[i]==')' and len(list2)!=0: #排除右括號比左括號多的情況

list2.pop()#只要list1中有一個右括號且list2中左括號個數不為0,就移除list2里的一個左括號，以此進行左右括號配對

else:returnFalsereturnTrue

m=input('請輸入字符串：')ifparentheses(m):print('括號配對成功！')else:print('括號配對失敗！')

運行結果：

上面的程序可以正常運行，但我發現了新的問題：以上代碼并不適用于所有可能的輸入，比如我輸入(((())，即左括號比右括號多的情況，程序運行結果卻未報錯。

經查閱，我發現網上關于Python括號配對的問題基本上都是利用列表方法實現，但關于不合理輸入的異常處理情況考慮的比較少。這里列出了一些有代表性的可能的輸入情況，并且對每一種輸入情況進行處理，符合括號配對原則的配對成功，否則失敗。

可能存在情況：((())).(((()).(()))).()()等等。

可以看到，當左括號比右括號多時，上面的代碼無法處理異常。這里我用自己的思路對上面的代碼進行修改，修改后的代碼如下：

#使用列表來存放棧元素

defbracketsmatch(m):

list1=[]

left=[]#存放(，相當于棧

right=[]#存放)，相當于棧

for i inrange(len(m)):if m[i]=='(' or m[i]==')':

list1.append(m[i])#將小括號元素放在list1

if len(list1)==0:#無小括號元素

returnTrueelif list1[0]==')':#第一個元素為),即)在(前面

returnFalseelif len(list1)%2!=0:#小括號元素總數為奇數，無論怎么配對也不會成功

returnFalseelse:for i inrange(len(list1)):if list1[i]=='(':

left.append(list1[i])#將左括號元素放在left

elif list1[i]==')' and len(left)!=0:#排除右括號比左括號多的情況

right.append(list1[i])#將右括號元素放在right

left.pop()#只要有一個右括號進入right,就將其移除，同時移除left里的一個左括號，以此進行左右括號配對

right.pop()if len(left)==0 and len(right)==0:#如果左右括號配對完畢

returnTrueelse:#左右括號未配對完畢，繼續執行循環

continue

else:returnFalse

m=input('請輸入字符串：')ifbracketsmatch(m):print('括號配對成功！')else:print('括號配對失敗！')

運行結果：

修改后的代碼雖然處理了左括號比右括號多時的異常情況，但又無法處理右括號比左括號多的情況。這也是讓我有點頭疼的一點，即使我知道是程序算法設計的問題，但由于時間問題，我沒來得及再進一步深入解決這個問題，后續時間里我會繼續思考，爭取將這個缺口補上。

參考資料：

總結

以上是生活随笔為你收集整理的python小括号报错_Python学习记录：括号配对检测问题的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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