如何递归地平衡括号

Question

我正在编写一些代码来平衡括号，this question 被证明对算法最有用。

我用我的第一语言 (PHP) 实现了它，但我正在学习 Scala 并尝试转换代码。

这是我的 PHP 代码：

function balanced($string) {
  return isBalanced($string, "");
}

function isBalanced($chars, $stack) {
  if (!strlen($chars))
    return empty($stack);

  switch ($chars[0]) {
    case '(':
      // prepend stack with '(', move to next character
      return isBalanced(substr($chars, 1), $chars[0] . $stack);
    case ')':
      // if '(' seen previously, shift stack, move to next character
      return !empty($stack) && isBalanced(substr($chars, 1), substr($stack, 1));
    default:
      // do nothing to stack, move to next character
      return isBalanced(substr($chars, 1), $stack);
  }
} 

我已经测试过了，它可以工作。但是，当我将它转换为 Scala 时，它在平衡字符串上失败了。

我的 Scala 代码：

object Main {
  def balance(chars: List[Char]): Boolean = {
    def balanced(chars: List[Char], stack: String): Boolean = {
      if (chars.isEmpty)
        stack.isEmpty
      else if (chars.head == ')')
        balanced(chars.tail, chars.head + stack)
      else if (chars.head == '(')
        !stack.isEmpty && balanced(chars.tail, stack.tail)
      else
        balanced(chars.tail, stack)
    }

    balanced(chars, "")
  }
}

我很欣赏这不是最好的 Scala 代码，但我才刚刚开始。一些测试：

balance("(if (0) false (x))".toList) - fails
balance("profit and loss (P&L).\n(cashflow)".toList) - fails
balance(":)".toList) - passes
balance(")(()".toList) - passes

PHP 等价物通过了所有这些测试。我在 Scala 实现中做错了什么？

Answer 1

添加到 Vigneshwaran 的答案（包括 cmets 和过滤不必要的字母以避免额外的递归调用）：

def balance(chars: List[Char]): Boolean = {
  @scala.annotation.tailrec
  def recurs_balance(chars: List[Char], openings: Int): Boolean = {
    if (chars.isEmpty) openings == 0
    else if (chars.head == '(') recurs_balance(chars.tail, openings + 1)
    else openings > 0 && recurs_balance(chars.tail, openings - 1)
  }

  recurs_balance(chars.filter(x => x == '(' || x == ')'), 0)
}

Answer 2

您可以使用递归来有效地解决您的问题，而不是使用 Switch case。

以下是我在递归的帮助下实现相同目的的代码。您需要为我的方法将字符串转换为 List。

代码：

object Balance {

  def main(args: Array[String]): Unit = {
    var paranthesis = "(234(3(2)s)d)" // Use your string here
    println(bal(paranthesis.toList)) // converting the string to List 
  }

  def bal(chars: List[Char]): Boolean ={
   // var check  = 0
    def fun(chars: List[Char],numOfOpenParan: Int): Boolean = {
      if(chars.isEmpty){
        numOfOpenParan == 0
      }
      else{
        val h = chars.head

        val n = 
          if(h == '(') numOfOpenParan + 1
          else if (h == ')') numOfOpenParan - 1
          else numOfOpenParan 

       // check  = check + n
        if (n >= 0) fun(chars.tail,n)
        else false 
      }
    }
    fun(chars,0)
  }
}

Answer 3

  val myStack = new Stack[Char]

  def balance(chars: List[Char]): Boolean = {
    def processParanthesis(x: Char, a: List[Char]): Stack[Char] = {
      if (x == '(') {
        myStack.push('(');
      } else if (x == ')') {
        if (!myStack.empty())
          myStack.pop();
        else
          myStack.push(')');
      }
      if (a.length == 0)
        return myStack;
      else
        return processParanthesis(a.head, a.tail);
    }
    return processParanthesis(chars.head, chars.tail).empty();
  }

Answer 4

我的解决方案

def balance(chars: List[Char]): Boolean = {
 var braceStack = new Stack[Char]()

def scanItems(strList:List[Char]):Boolean = {
   if(strList.isEmpty)
       braceStack.isEmpty
   else{
      var item = strList.head
      item match {
        case '(' => braceStack.push(item)
                    scanItems(strList.tail)
        case ')'=> if(braceStack.isEmpty){
                        false
                    }
                    else {
                      braceStack.pop
                      scanItems(strList.tail)
                    }
        case _ => scanItems(strList.tail)
      }
    }
 }

 scanItems(chars)

}

Answer 5

与 Aaron Novstrup 的回答相同，但使用“if else”。我也参加了同一门课程，但到目前为止我们只学习了 if/else。

def balance(chars: List[Char]): Boolean = {
    def balanced(chars: List[Char], open: Int): Boolean = 
      if (chars.isEmpty) open == 0
      else if (chars.head == '(') balanced(chars.tail, open + 1)
      else if (chars.head == ')') open > 0 && balanced(chars.tail, open - 1)
      else balanced(chars.tail, open)
    balanced(chars, 0)
}

Answer 6

看来我们在上同一门课。我的解决方案：

def balance(chars: List[Char]): Boolean = 
doBalance(chars, 0) == 0;
def doBalance(chars: List[Char], parenthesisOpenCount: Int): Int =
if(parenthesisOpenCount <0) -100;
else
if(chars.isEmpty) parenthesisOpenCount
else
  chars.head match {
  case '(' => return doBalance(chars.tail, parenthesisOpenCount+1) 
  case ')' => return doBalance(chars.tail, parenthesisOpenCount-1)
  case _ => return doBalance(chars.tail, parenthesisOpenCount)
}

Answer 7

为了完整起见，我从another SO question 找到了一个更简洁的“scala-esque”实现：

def balance(chars: List[Char]): Boolean = chars.foldLeft(0){
  case (0, ')') => return false
  case (x, ')') => x - 1
  case (x, '(') => x + 1
  case (x, _  ) => x
} == 0

Answer 8

不管怎样，这里有一个更惯用的 Scala 实现：

def balance(chars: List[Char]): Boolean = {
  @tailrec def balanced(chars: List[Char], open: Int): Boolean = 
    chars match {
      case      Nil => open == 0
      case '(' :: t => balanced(t, open + 1)
      case ')' :: t => open > 0 && balanced(t, open - 1)
      case   _ :: t => balanced(t, open)
    }

  balanced(chars, 0)
}

Answer 9

您混淆了( 和) 的情况。