Descubra se uma expressão tem parênteses duplicados ou não

Dada uma expressão balanceada, descubra se ela contém parênteses duplicados ou não. Um conjunto de parênteses será duplicado se a mesma subexpressão estiver rodeada por vários parênteses. 

Exemplos:  

    Below expressions have duplicate parenthesis -      
((a+b)+((c+d)))
The subexpression 'c+d' is surrounded by two
pairs of brackets.

(((a+(b)))+(c+d))
The subexpression 'a+(b)' is surrounded by two
pairs of brackets.

(((a+(b))+c+d))
The whole expression is surrounded by two
pairs of brackets.

((a+(b))+(c+d))
(b) and ((a+(b)) is surrounded by two
pairs of brackets but it will not be counted as duplicate.

Below expressions don't have any duplicate parenthesis -
((a+b)+(c+d))
No subexpression is surrounded by duplicate
brackets.

Pode-se presumir que a expressão fornecida é válida e não há espaços em branco presentes. 

A ideia é usar pilha. Itere através da expressão fornecida e para cada caractere na expressão se o caractere for um parêntese aberto '(' ou qualquer um dos operadores ou operandos empurre-o para o topo da pilha. Se o caractere estiver perto do parêntese ')', retire os caracteres da pilha até que o parêntese aberto correspondente '(' seja encontrado e um contador seja usado cujo valor é incrementado para cada caractere encontrado até que o parêntese de abertura '(' seja encontrado. Se o número de caracteres encontrados entre a abertura e o fechamento par de parênteses que é igual ao valor do contador é menor que 1, então um par de parênteses duplicados é encontrado, caso contrário não há ocorrência de pares de parênteses redundantes. Por exemplo (((a+b))+c) possui colchetes duplicados em torno de 'a+b'. Quando o segundo ')' depois de a+b é encontrado, a pilha contém '(('. Como o topo da pilha é um colchete de abertura, pode-se concluir que existem colchetes duplicados.

Abaixo está a implementação da ideia acima: 

C++
   // C++ program to find duplicate parenthesis in a   // balanced expression   #include          using     namespace     std  ;   // Function to find duplicate parenthesis in a   // balanced expression   bool     findDuplicateparenthesis  (  string     str  )   {      // create a stack of characters      stack   <  char  >     Stack  ;      // Iterate through the given expression      for     (  char     ch     :     str  )      {      // if current character is close parenthesis ')'      if     (  ch     ==     ')'  )      {      // pop character from the stack      char     top     =     Stack  .  top  ();      Stack  .  pop  ();      // stores the number of characters between a       // closing and opening parenthesis      // if this count is less than or equal to 1      // then the brackets are redundant else not      int     elementsInside     =     0  ;      while     (  top     !=     '('  )      {      elementsInside  ++  ;      top     =     Stack  .  top  ();      Stack  .  pop  ();      }      if  (  elementsInside      <     1  )     {      return     1  ;      }      }      // push open parenthesis '(' operators and      // operands to stack      else      Stack  .  push  (  ch  );      }      // No duplicates found      return     false  ;   }   // Driver code   int     main  ()   {      // input balanced expression      string     str     =     '(((a+(b))+(c+d)))'  ;      if     (  findDuplicateparenthesis  (  str  ))      cout      < <     'Duplicate Found '  ;      else      cout      < <     'No Duplicates Found '  ;      return     0  ;   }   
Java
   import     java.util.Stack  ;   // Java program to find duplicate parenthesis in a    // balanced expression    public     class   GFG     {   // Function to find duplicate parenthesis in a    // balanced expression       static     boolean     findDuplicateparenthesis  (  String     s  )     {      // create a stack of characters       Stack   <  Character  >     Stack     =     new     Stack   <>  ();      // Iterate through the given expression       char  []     str     =     s  .  toCharArray  ();      for     (  char     ch     :     str  )     {      // if current character is close parenthesis ')'       if     (  ch     ==     ')'  )     {      // pop character from the stack       char     top     =     Stack  .  peek  ();      Stack  .  pop  ();      // stores the number of characters between a       // closing and opening parenthesis       // if this count is less than or equal to 1       // then the brackets are redundant else not       int     elementsInside     =     0  ;      while     (  top     !=     '('  )     {      elementsInside  ++  ;      top     =     Stack  .  peek  ();      Stack  .  pop  ();      }      if     (  elementsInside      <     1  )     {      return     true  ;      }      }     // push open parenthesis '(' operators and       // operands to stack       else     {      Stack  .  push  (  ch  );      }      }      // No duplicates found       return     false  ;      }   // Driver code    public     static     void     main  (  String  []     args  )     {      // input balanced expression       String     str     =     '(((a+(b))+(c+d)))'  ;      if     (  findDuplicateparenthesis  (  str  ))     {      System  .  out  .  println  (  'Duplicate Found '  );      }     else     {      System  .  out  .  println  (  'No Duplicates Found '  );      }      }   }   
Python
   # Python3 program to find duplicate    # parenthesis in a balanced expression    # Function to find duplicate parenthesis    # in a balanced expression    def   findDuplicateparenthesis  (  string  ):   # create a stack of characters    Stack   =   []   # Iterate through the given expression    for   ch   in   string  :   # if current character is    # close parenthesis ')'    if   ch   ==   ')'  :   # pop character from the stack    top   =   Stack  .  pop  ()   # stores the number of characters between    # a closing and opening parenthesis    # if this count is less than or equal to 1    # then the brackets are redundant else not    elementsInside   =   0   while   top   !=   '('  :   elementsInside   +=   1   top   =   Stack  .  pop  ()   if   elementsInside    <   1  :   return   True   # push open parenthesis '(' operators    # and operands to stack    else  :   Stack  .  append  (  ch  )   # No duplicates found    return   False   # Driver Code   if   __name__   ==   '__main__'  :   # input balanced expression    string   =   '(((a+(b))+(c+d)))'   if   findDuplicateparenthesis  (  string  )   ==   True  :   print  (  'Duplicate Found'  )   else  :   print  (  'No Duplicates Found'  )   # This code is contributed by Rituraj Jain   
C#
   // C# program to find duplicate parenthesis    // in a balanced expression    using     System  ;   using     System.Collections.Generic  ;   class     GFG      {   // Function to find duplicate parenthesis    // in a balanced expression    static     Boolean     findDuplicateparenthesis  (  String     s  )      {      // create a stack of characters       Stack   <  char  >     Stack     =     new     Stack   <  char  >  ();      // Iterate through the given expression       char  []     str     =     s  .  ToCharArray  ();      foreach     (  char     ch     in     str  )         {      // if current character is       // close parenthesis ')'       if     (  ch     ==     ')'  )         {      // pop character from the stack       char     top     =     Stack  .  Peek  ();      Stack  .  Pop  ();      // stores the number of characters between      // a closing and opening parenthesis       // if this count is less than or equal to 1       // then the brackets are redundant else not       int     elementsInside     =     0  ;      while     (  top     !=     '('  )         {      elementsInside  ++  ;      top     =     Stack  .  Peek  ();      Stack  .  Pop  ();      }      if     (  elementsInside      <     1  )         {      return     true  ;      }      }             // push open parenthesis '('       // operators and operands to stack       else         {      Stack  .  Push  (  ch  );      }      }      // No duplicates found       return     false  ;   }   // Driver code    public     static     void     Main  (  String  []     args  )   {      // input balanced expression       String     str     =     '(((a+(b))+(c+d)))'  ;      if     (  findDuplicateparenthesis  (  str  ))      {      Console  .  WriteLine  (  'Duplicate Found '  );      }         else         {      Console  .  WriteLine  (  'No Duplicates Found '  );      }   }   }   // This code is contributed by 29AjayKumar   
JavaScript
   // JavaScript program to find duplicate parentheses in a balanced expression   function     findDuplicateParenthesis  (  s  )     {      let     stack     =     [];      // Iterate through the given expression      for     (  let     ch     of     s  )     {          // If current character is a closing parenthesis ')'      if     (  ch     ===     ')'  )     {      let     top     =     stack  .  pop  ();          // Count the number of elements      // inside the parentheses      let     elementsInside     =     0  ;      while     (  top     !==     '('  )     {      elementsInside  ++  ;      top     =     stack  .  pop  ();      }          // If there's nothing or only one element       // inside it's redundant      if     (  elementsInside      <     1  )     {      return     true  ;      }      }         // Push open parenthesis '(' operators and operands to stack      else     {      stack  .  push  (  ch  );      }      }      // No duplicates found      return     false  ;   }   // Driver code   let     str     =     '(((a+(b))+(c+d)))'  ;   if     (  findDuplicateParenthesis  (  str  ))     {      console  .  log  (  'Duplicate Found'  );   }     else     {      console  .  log  (  'No Duplicates Found'  );   }   // This code is contributed by rag2127   

Saída
Duplicate Found  

Saída:  

 Duplicate Found  

Complexidade de tempo da solução acima é O (n). 

Espaço auxiliar usado pelo programa é O(n).