括弧の対応をチェックしよう(スタックの応用)

このレッスンでは、VB.NETでスタックを使って括弧の対応をチェックする方法を学び、Stackというデータ構造の実用的な応用を理解することを目標にします。「VB.NET 括弧チェックスタック応用」で調べている方向けです。

開き括弧が来たらStackに積み、閉じ括弧が来たら一番上を取り出して対応する開き括弧かどうかを確認する、という手順で括弧の対応を検証できます。プログラムの構文チェックなどで実際に使われる考え方です。

サンプルコードでは、pairsというDictionaryで閉じ括弧に対応する開き括弧を管理し、開き括弧が来たらstack.Push()、閉じ括弧が来たらスタックの一番上と一致するか確認しています。すべて処理し終えてスタックが空であれば、括弧のバランスが取れていると判定できます。

初心者がよくつまずくのが、括弧の種類が複数ある場合(丸括弧・角括弧・波括弧が混在する場合)の対応関係です。単に開閉の数を数えるだけでは不十分で、正しい順序でネストしているかまで確認する必要があります。

実際の開発現場では、プログラミング言語のパーサー(構文解析器)やJSON・XMLの妥当性チェックなど、括弧やタグの対応関係を検証する処理でこの考え方が広く使われています。

📖 お手本コード

Imports System.Collections.Generic

Module Program
    Function IsBalanced(str As String) As Boolean
        Dim stack As New Stack(Of Char)
        Dim pairs As New Dictionary(Of Char, Char) From {{")"c, "("c}, {"]"c, "["c}, {"}"c, "{"c}}
        For Each ch As Char In str
            If "([{".IndexOf(ch) >= 0 Then
                stack.Push(ch)
            ElseIf ")]}".IndexOf(ch) >= 0 Then
                If stack.Count = 0 OrElse stack.Pop() <> pairs(ch) Then
                    Return False
                End If
            End If
        Next
        Return stack.Count = 0
    End Function

    Sub Main()
        Console.WriteLine(IsBalanced("(a[b]{c})"))
        Console.WriteLine(IsBalanced("(a[b)]"))
    End Sub
End Module

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🎯

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