LetCode刷题[简单题](2)括号匹配问题（堆栈）

class Solution {
public:
    bool isValid(string s) {

     std::stack<char> bracketStack;

    for (char ch : s) {
        if (ch == '{' || ch == '[' || ch == '(') {
            bracketStack.push(ch);
        } else if (ch == '}' || ch == ']' || ch == ')') {
            if (bracketStack.empty()) {
                return false;  // 出现了不匹配的右括号
            }
            char openBracket = bracketStack.top();
            if ((ch == '}' && openBracket == '{') ||
                (ch == ']' && openBracket == '[') ||
                (ch == ')' && openBracket == '(')) {
                bracketStack.pop();
            } else {
                return false;  // 括号不匹配
            }
        }
    }

    return bracketStack.empty(); // 如果堆栈为空，所有括号匹配

    }
};

堆栈数据结构的分析

1. 堆栈（Stack）是一种常见的数据结构，通常用于解决与后进先出（Last-In-First-Out，LIFO）有关的问题。它是一种线性数据结构，其中元素按照特定的顺序存储和访问。堆栈的基本操作包括推入（push）元素到堆栈的顶部，弹出（pop）堆栈顶部的元素，以及查看（peek）堆栈顶部的元素，而不实际删除它。

2. 堆栈数据结构的出现确实是计算机科学和编程中的一项重大进步，它为许多问题提供了更为简洁和有效的解决方法。堆栈是一种底层数据结构，具有以下几个方面的重要贡献：

简化括号匹配和语法分析：在编译器和解释器中，堆栈用于识别和纠正语法错误，以及确保程序代码中的括号、分号和关键字等符号正确匹配和排列。这使得编译器和解释器的实现更容易。
支持递归：递归是一种强大的编程技术，而堆栈是递归实现的关键。它使函数的递归调用和返回更加可行，允许解决问题的自然分解，而不需要手动管理递归的状态。
实现函数调用和返回：计算机中的函数调用和返回通常依赖于堆栈来保存函数的局部变量、参数和返回地址。这使得程序执行的控制流管理更加高效。
历史记录和撤销功能：堆栈用于实现历史记录和撤销功能，如文档编辑器中的撤销操作，使用户能够轻松取消之前的操作。
支持深度优先搜索：在图和树的遍历算法中，堆栈可用于管理节点的访问顺序，从而使深度优先搜索成为可能。
简化数据结构操作：堆栈还用于实现其他数据结构，如队列、双端队列和回溯数据结构。这些数据结构是许多算法和应用中的重要组成部分。

总的来说，堆栈数据结构的出现使计算机编程更容易、更高效，并解决了许多需要处理嵌套结构、递归、历史记录和控制流的问题。它是计算机科学中的一个基础性工具，极大地简化了编程任务，提高了编程的效率和可读性。堆栈可以被视为计算机领域的基础数据结构之一，为编程提供了强大的支持。

堆栈为什么能解决现实世界的问题，

后进先出（LIFO）特性：LIFO特性反映了一些现实世界中的问题，如括号匹配、历史记录、撤销功能等。这些问题通常要求我们首先处理最后发生的事情，然后逐步回溯到更早的事件或状态。堆栈的LIFO特性使其非常适合模拟这种行为。
递归和函数调用：在现实世界中，许多问题可以通过递归方式进行解决，其中函数调用自身或其他函数。堆栈在跟踪递归函数的状态和参数时非常有用，帮助我们理解和解决问题。
历史记录和撤销功能：在现实世界中，我们常常需要查看先前的操作或状态，以便撤销错误或回到特定时刻。堆栈用于存储历史记录，以支持撤销和重做操作，这在许多应用程序中非常重要。
深度优先搜索：在许多现实世界问题中，如路径规划、决策树搜索等，深度优先搜索是一种常用的算法。堆栈用于管理搜索过程中的节点，使其能够回溯到之前的节点。
嵌套结构：现实世界中存在许多嵌套结构，如文档标记语言中的HTML标签、编程语言中的括号、图中的子图等。堆栈可用于有效地处理这些嵌套结构。
数学思维的延伸：数学中的许多概念，如函数调用、递归、树和图的遍历，与堆栈数据结构密切相关。堆栈是一种数学思维的实际应用，使我们能够在编程中更好地理解和解决问题。