数据结构 括号匹配)
卡特兰数在数据结构中的应用
卡特兰数在数据结构中的应用卡特兰数是一种在组合数学中广泛应用的数列,它在数据结构中也有着重要的应用。
卡特兰数可以用来表示许多问题的解决方案数量,特别是那些涉及到组合和排列的问题。
在本文中,我们将介绍卡特兰数在数据结构中的一些常见应用。
一、括号匹配问题在许多编程语言中,括号匹配是一种常见的问题。
给定一个字符串,判断其中的括号是否匹配。
例如,对于字符串"(())",括号是匹配的;而对于字符串"(()",括号是不匹配的。
使用卡特兰数可以解决这个问题。
假设有n对括号,我们可以将问题转化为在一个n*n的网格中,从左下角走到右上角的路径数量。
其中,每一步可以向上一格或向右一格,并且不能超过对角线。
通过计算卡特兰数C(n),我们可以得到括号匹配的解决方案数量。
例如,对于2对括号,即n=2,卡特兰数C(2)=2,表示存在两种括号匹配的方式,即"(())"和"()()"。
二、二叉搜索树的种类数量在二叉搜索树(Binary Search Tree)中,左子树的节点值都小于根节点的值,右子树的节点值都大于根节点的值。
给定n个节点,求不同的二叉搜索树的种类数量。
使用卡特兰数可以解决这个问题。
假设有n个节点,我们可以选择其中一个节点作为根节点,然后将剩余的节点分成左子树和右子树。
左子树可以有0到n-1个节点,右子树则有n-1到0个节点,因此可以使用递归的方式计算左子树和右子树的种类数量。
通过计算卡特兰数C(n),我们可以得到二叉搜索树的种类数量。
例如,对于3个节点,即n=3,卡特兰数C(3)=5,表示存在5种不同的二叉搜索树。
三、凸多边形的三角剖分数量在计算几何中,凸多边形是指所有内角都小于180度的多边形。
给定一个凸多边形,求其可以进行的三角剖分数量。
使用卡特兰数可以解决这个问题。
假设有n个顶点,我们可以选择其中一个顶点作为剖分的起点,然后将剩余的顶点分成两个子多边形,分别递归计算其三角剖分数量。
数据结构 括号排序
2
pos = 1
1
pos = 0
( [
0
A×[ (B-C) + (D-E) ] / (F + G) × - -
2
pos = 1
1
pos = 0
( [
0
A×[ (B-C) + (D-E) ] / (F + G) × - -
2 1
pos = 0
0
pos = 1
[
A×[ (B-C) + (D-E) ] / (F + G) × - -
借助于数组顺序处理表达式 中的每个括号,遇到左括号依 次存入数组,遇到右括号,则 与数组最上部的左括号匹配, 如果发现括号匹配错误,则终 止检测过程。如果匹配成功, 则将顶部的左括号移走。继续 往下…,一直到最后一个括号
2 1 0
pos = 1
A×[ (B-C) + (D-E) ] / (F + G) × - -
2 1 0 pos = 1 pos = 0
2 1 0
[
A×[ (B-C) + (D-E) ] / (F + G) × - -
2
pos = 1
1
pos = 0
( [
0
A×[ (B-C) + (D-E) ] / (F + G) × - -
2
pos = 1
1
pos = 0
( [
0
A×[ (B-C) + (D-E) ] / (F + G) × - -
2 1
pos = 0
0
(
pos = 1
A×[ (B-C) + (D-E) ] / (F + G) × - -
数据结构实验报告实验总结
数据结构实验报告实验总结本次数据结构实验主要涉及线性表、栈和队列的基本操作以及链表的应用。
通过实验,我对这些数据结构的特点、操作和应用有了更深入的了解。
下面对每一部分实验进行总结。
实验一:线性表的基本操作线性表是一种常见的数据结构,本实验要求实现线性表的基本操作,包括插入、删除、查找、遍历等。
在实验过程中,我对线性表的结构和实现方式有了更清晰的认识,掌握了用数组和链表两种方式实现线性表的方法。
实验二:栈的应用栈是一种后进先出(LIFO)的数据结构,本实验要求利用栈实现简单的括号匹配和后缀表达式计算。
通过实验,我了解到栈可以方便地实现对于括号的匹配和后缀表达式的计算,有效地解决了对应的问题。
实验三:队列的应用队列是一种先进先出(FIFO)的数据结构,本实验要求利用队列实现银行排队和迷宫求解。
通过实验,我对队列的应用有了更加深入的了解,了解到队列可以解决需要按顺序处理的问题,如排队和迷宫求解等。
实验四:链表的应用链表是一种常用的数据结构,本实验要求利用链表实现学生信息管理系统。
通过实验,我对链表的应用有了更深入的了解,了解到链表可以方便地实现对于数据的插入、删除和修改等操作,并且可以动态地调整链表的长度,适应不同的需求。
通过本次实验,我掌握了线性表、栈、队列和链表的基本操作,并了解了它们的特点和应用方式。
同时,通过实际编程的过程,我对于数据结构的实现方式和效果有了更直观的认识,也锻炼了自己的编程能力和解决问题的能力。
在实验过程中,我遇到了一些问题,如程序逻辑错误和内存泄漏等,但通过调试和修改,最终成功解决了这些问题,对自己的能力也有了更多的信心。
通过本次实验,我深刻体会到了理论与实践的结合的重要性,也对于数据结构这门课程有了更加深入的理解。
总之,本次数据结构实验给予了我很多有益的启发和收获,对于数据结构的概念、特点和应用有了更深入的理解。
在以后的学习中,我会继续加强对数据结构的学习和研究,不断提高自己的编程能力和解决问题的能力。
数据结构——四则运算
数据结构——四则运算要进⾏⼀个表达式的计算,⼀个关键的就是括号匹配问题,现在使⽤栈进⾏实现计算表达式的值,可以作为实现⼀个简单四则运算计算器核⼼部分。
根据栈的特性(先进后出),所以决定通过把输⼊的表达式转换为后缀表达式,通过后缀表达式进⾏计算。
实现⽅法:1.⾸先定义两个栈,⼀个⽤于存放操作符,⼀个⽤于存放操作数。
1 #include<stdio.h>2 #include<string>3 #include<conio.h>4#define MAXSIZE 1005 typedef float datatype;67 typedef struct8 {9 datatype a[MAXSIZE];10int top;11 }sequence_stack;1213 typedef struct14 {15char b[MAXSIZE];16int top;17 }SeqStack;2.需要两个数组,⼀个⽤于存放输⼊的中缀表达式,⼀个⽤于存放将中缀表达式转换后的后缀表达式。
将中缀表达式转换为后缀表达式的主要代码:1int operation(char op)//判断是否为操作符2 {3switch(op)4 {5case'+':6case'-':7case'*':8case'/':return1;9default:return0;10 }11 }12int priority(char op)//判断操作符的优先级13 {14switch(op)15 {16case'#':return -1;17case'(':return0;18case'+':19case'-':return1;20case'*':21case'/':return2;22default: return -1;23 }24 }25//将中缀表达式转换为后缀表达式26void postfix(char e[],char f[],SeqStack *s,sequence_stack *s1)27 {28int i=0,j=0;29int t;30 push_SeqStack(s,'#');31while(e[i]!='#')32 {33if((e[i]>='0'&&e[i]<='9')||e[i]=='.')34 f[j++]=e[i];35else if(e[i]=='(')36 {37 push_SeqStack(s,e[i]);38 }39else if(e[i]==')')40 {41 t=s->top-1;42while(s->b[t]!='(')43 {44 f[j++]=s->b[--s->top];45 t=s->top-1;46 }47 s->top--;48 }49else if(operation(e[i]))50 {51 f[j++]=' ';52while(priority(s->b[s->top-1])>=priority(e[i]))53 f[j++]=s->b[--s->top];54 push_SeqStack(s,e[i]);55 }56 i++;57 }58while (s->top)f[j++]=s->b[--s->top];59 {}60 evalpost(f,s1);61 }3.把存放后缀表达式的数组传递给计算后表达式的函数;计算后缀表达式的值主要代码:1float readnumber(char f[],int *i)//将数字字符串转变为数2 {3float x=0.0;4int k=0;5while(f[*i]>='0'&&f[*i]<='9')6 {7 x=x*10+(f[*i]-'0');8 (*i)++;9 }10if(f[*i]=='.')11 {12 (*i)++;13while(f[*i]>='0'&&f[*i]<='9')14 {15 x=x*10+(f[*i]-'0');16 (*i)++;17 k++;18 }19 }20while(k!=0)21 {22 x=x/10.0;23 k=k-1;24 }25return (x);26 }27void evalpost(char f[],sequence_stack *s)28 {29int i=0;30float x1,x2;31while(f[i]!='#')32 {33if(f[i]>='0'&&f[i]<='9')34 {35 push_sequence_stack(s,readnumber(f,&i));36 }37else if(f[i]==' ')38 i++;39else if(f[i]=='+')40 {41 x2=s->a[--s->top];42 x1=s->a[--s->top];43 push_sequence_stack(s,x1+x2);44 i++;45 }46else if(f[i]=='-')47 {48 x2=s->a[--s->top];49 x1=s->a[--s->top];50 push_sequence_stack(s,x1-x2);51 i++;52 }53else if(f[i]=='*')54 {55 x2=s->a[--s->top];56 x1=s->a[--s->top];57 push_sequence_stack(s,x1*x2);58 i++;59 }60else if(f[i]=='/')61 {62 x2=s->a[--s->top];63 x1=s->a[--s->top];64 push_sequence_stack(s,x1/x2);65 i++;66 }67 }68 }最后,只要调⽤计算后的结果将存放在操作数栈的第⼀个位置,并将结果传递给需要显⽰的地⽅(可以放到⾃⼰的程序中显⽰结果的地⽅),显⽰出结果就没问题了。
数据结构括号匹配算法
括号匹配算法主要用于检查一个字符串中的括号是否匹配。
这个算法利用栈的后进先出(LIFO)性质,对输入的字符串进行检查。
以下是括号匹配算法的基本步骤:
1. 初始化一个空栈。
2. 遍历输入的字符串,对于每个字符:
* 如果字符是左括号('('、'{'、'['),将其压入栈中。
* 如果字符是右括号(')'、'}'、']'),检查栈顶的元素是否与之匹配。
如果匹配,则将栈顶元素弹出;否则,表示括号不匹配,返回错误。
3. 检查栈是否为空。
如果栈为空,表示所有括号都已匹配,返回成功;否则,表示还有未匹配的括号,返回错误。
在实现这个算法时,需要使用一个栈来存储左括号。
在遍历字符串的过程中,每遇到一个左括号,就将其压入栈中。
每遇到一个右括号,就检查栈顶的元素是否与之匹配。
如果匹配,则将栈顶元素弹出;否则,表示括号不匹配。
以上是括号匹配算法的基本思想。
具体的实现方式可能会因编程语
言和数据结构的不同而有所差异。
数据结构-栈基本运算的实现及其应用
数据结构-栈基本运算的实现及其应用下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
文档下载后可定制修改,请根据实际需要进行调整和使用,谢谢!本店铺为大家提供各种类型的实用资料,如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等,想了解不同资料格式和写法,敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!数据结构栈基本运算的实现及其应用在计算机科学和编程中,数据结构是非常重要的概念。
课件:括号匹配实例
A×[ (B-C) + (D-E) ] / (F + G)
2 1 0
pos = -1
2
1
pos = 0 [ 0
A×[ (B-C) + (D-E) ] / (F + G)
2
pos = 1 (
p1os = 0
[
0
A×[ (B-C) + (D-E) ] / (F + G)
2
pos = 1
1
(
pos = 0 0
[
A×[ (B-C) + (D-E) ] / (F + G)
2
pos = 1 (
p1os = 0
[
A×[ (B-C) + (D-E) ] / (F + G)
2
pos = 1
1
(
pos = 0 0
[
A×[ (B-C) + (D-E) ] / (F + G)
2
1
pos = 0
0
[
pos = -1
表达式中的括号匹配问题
假定表达式中只包含两种括号[ ]、(), 例如表达式:A×[ (B-C) + (D-E) ] / (F + G)
A×[ (B-C) + (D-E) ] / (F + G)
2 1 0
pos = 1
解题思路:
借助于数组顺序处理表达式 中的每个括号,遇到左括号依 次存入数组,遇到右括号,则 与数组最上部的左括号匹配, 如果发现括号匹配错误,则终 止检测过程。如果匹配成功, 则将顶部的左括号移走。继续 往下…,一直到最后一个括号
数据结构(c语言版)第三版习题解答
数据结构(c语言版)第三版习题解答数据结构(C语言版)第三版习题解答1. 栈(Stack)1.1 栈的基本操作栈是一种具有特定限制的线性表,它只允许在表的一端进行插入和删除操作。
栈的基本操作有:(1)初始化栈(2)判断栈是否为空(3)将元素入栈(4)将栈顶元素出栈(5)获取栈顶元素但不出栈1.2 栈的实现栈可以使用数组或链表来实现。
以数组为例,声明一个栈结构如下:```c#define MAX_SIZE 100typedef struct {int data[MAX_SIZE]; // 存储栈中的元素int top; // 栈顶指针} Stack;```1.3 栈的应用栈在计算机科学中有广泛的应用,例如计算表达式的值、实现函数调用等。
下面是一些常见的栈应用:(1)括号匹配:使用栈可以检查一个表达式中的括号是否匹配。
(2)中缀表达式转后缀表达式:栈可以帮助我们将中缀表达式转换为后缀表达式,便于计算。
(3)计算后缀表达式:使用栈可以方便地计算后缀表达式的值。
2. 队列(Queue)2.1 队列的基本操作队列是一种按照先进先出(FIFO)原则的线性表,常用的操作有:(1)初始化队列(2)判断队列是否为空(3)将元素入队(4)将队头元素出队(5)获取队头元素但不出队2.2 队列的实现队列的实现一般有循环数组和链表两种方式。
以循环数组为例,声明一个队列结构如下:```c#define MAX_SIZE 100typedef struct {int data[MAX_SIZE]; // 存储队列中的元素int front; // 队头指针int rear; // 队尾指针} Queue;```2.3 队列的应用队列在计算机科学中也有广泛的应用,例如多线程任务调度、缓存管理等。
下面是一些常见的队列应用:(1)广度优先搜索:使用队列可以方便地实现广度优先搜索算法,用于解决图和树的遍历问题。
(2)生产者-消费者模型:队列可以用于实现生产者和消费者之间的数据传输,提高系统的并发性能。
(完整word版)大学数据结构期末知识点重点总结(考试专用)
第一章概论1。
数据结构描述的是按照一定逻辑关系组织起来的待处理数据元素的表示及相关操作,涉及数据的逻辑结构、存储结构和运算2。
数据的逻辑结构是从具体问题抽象出来的数学模型,反映了事物的组成结构及事物之间的逻辑关系可以用一组数据(结点集合K)以及这些数据之间的一组二元关系(关系集合R)来表示:(K, R)结点集K是由有限个结点组成的集合,每一个结点代表一个数据或一组有明确结构的数据关系集R是定义在集合K上的一组关系,其中每个关系r(r∈R)都是K×K上的二元关系3.数据类型a。
基本数据类型整数类型(integer)、实数类型(real)、布尔类型(boolean)、字符类型(char)、指针类型(pointer)b。
复合数据类型复合类型是由基本数据类型组合而成的数据类型;复合数据类型本身,又可参与定义结构更为复杂的结点类型4.数据结构的分类:线性结构(一对一)、树型结构(一对多)、图结构(多对多)5。
四种基本存储映射方法:顺序、链接、索引、散列6。
算法的特性:通用性、有效性、确定性、有穷性7.算法分析:目的是从解决同一个问题的不同算法中选择比较适合的一种,或者对原始算法进行改造、加工、使其优化8.渐进算法分析a.大Ο分析法:上限,表明最坏情况b.Ω分析法:下限,表明最好情况c.Θ分析法:当上限和下限相同时,表明平均情况第二章线性表1.线性结构的基本特征a.集合中必存在唯一的一个“第一元素”b。
集合中必存在唯一的一个“最后元素"c.除最后元素之外,均有唯一的后继d。
除第一元素之外,均有唯一的前驱2.线性结构的基本特点:均匀性、有序性3。
顺序表a.主要特性:元素的类型相同;元素顺序地存储在连续存储空间中,每一个元素唯一的索引值;使用常数作为向量长度b。
线性表中任意元素的存储位置:Loc(ki)= Loc(k0)+ i * L(设每个元素需占用L个存储单元)c. 线性表的优缺点:优点:逻辑结构与存储结构一致;属于随机存取方式,即查找每个元素所花时间基本一样缺点:空间难以扩充d.检索:ASL=【Ο(1)】e。
数据结构实验题目
实验题目一一、单链表基本运算【问题描述】设计并实现线性表的单链表存储和运算。
【基本要求】实现单链表的插入、删除和遍历运算,每种操作用一个函数实现。
插入操作:将一个新元素插入表中指定序号的位置。
删除操作:将指定序号的元素从表中删除。
遍历操作:从表头按次序输入所有元素的值,若是空表,则输出信息“empty list!”。
【实现提示】程序运行时,首先在main函数中创建空的、带头结点的单链表。
然后多次调用实现插入操作的函数(每次都将元素在序号1位置上插入),将元素依次插入表中,最后调用实现遍历操作的函数输出所有元素。
之后再多次调用实现删除操作的函数将表还原为空表(每次都删除第1个元素,每删除一个元素后,将表中剩余元素都输出一次)。
【测试数据】输入数据:1 2 3 4 5 0(为0时结束,0不存入链表)第一次输出:5 4 3 2 1第二次输出:4 3 2 1第三次输出:3 2 1第四次输出:2 1第五次输出:1第六次输出:empty list!二、约瑟夫环问题【问题描述】编号为1,2,...,n的n个人按顺时针方向围坐一圈,每人持有一个密码(正整数)。
现在给定一个随机数m>0,从编号为1的人开始,按顺时针方向1开始顺序报数,报到m时停止。
报m的人出圈,同时留下他的密码作为新的m值,从他在顺时针方向上的下一个人开始,重新从1开始报数,如此下去,直至所有的人全部出列为止。
【基本要求】利用单向循环链表存储结构模拟此过程,按照出列的顺序印出各人的编号。
【测试数据】M的初始值为20;n等于7,7个人的密码依次为:3,1,7,2,4,8,4。
输出为:6,1,4,7,2,3,5【实现提示】程序运行时,首先要求用户指定初始报数上限值,然后读取各人的密码。
可设n≤30。
此题所用的循环链表中不需要“头结点”,请注意空表和非空表的界限。
【选作内容】用顺序存储结构实现该题目。
三、一元多项式相加、减运算器【问题描述】设计一个一元稀疏多项式简单计算器。
数据结构(C语言版)严蔚敏课后习题答案
数据结构(C语言版)严蔚敏课后习题答案数据结构(C语言版)严蔚敏课后习题答案一、线性表1. 顺序表顺序表是一种存储结构,它将元素顺序存放在一块连续的存储区域中。
C语言中常用数组来实现顺序表。
以下是一些常见题目的解答:题目1:已知顺序表中存储了n个整数,请编写一个算法,将这个顺序表中的所有负数挑选出来,并将它们按照原有顺序存放在新的顺序表中。
解答:```#include <stdio.h>#define MAX_SIZE 100int main() {int A[MAX_SIZE], neg[MAX_SIZE];int n, i, j = 0;printf("Enter the number of elements: ");scanf("%d", &n);printf("Enter the elements: ");for (i = 0; i < n; i++) {scanf("%d", &A[i]);if (A[i] < 0) {neg[j] = A[i];j++;}}printf("Negative numbers: ");for (i = 0; i < j; i++) {printf("%d ", neg[i]);}return 0;}```题目2:假设顺序表A和B中的元素递增有序排列,编写一个算法合并这两个顺序表,并使合并后的顺序表仍然递增有序。
解答:```#include <stdio.h>#define MAX_SIZE 100int main() {int A[MAX_SIZE], B[MAX_SIZE], C[MAX_SIZE * 2]; int m, n, i, j, k;printf("Enter the number of elements in the first list: "); scanf("%d", &m);printf("Enter the elements in increasing order: ");for (i = 0; i < m; i++) {scanf("%d", &A[i]);C[i] = A[i];}printf("Enter the number of elements in the second list: "); scanf("%d", &n);printf("Enter the elements in increasing order: ");for (i = 0; i < n; i++) {scanf("%d", &B[i]);C[m + i] = B[i];}// Merge A and B into Ci = j = k = 0;while (i < m && j < n) { if (A[i] < B[j]) {C[k] = A[i];i++;} else {C[k] = B[j];j++;}k++;}while (i < m) {C[k] = A[i];i++;k++;}while (j < n) {C[k] = B[j];j++;k++;}printf("Merged list in increasing order: ");for (i = 0; i < m + n; i++) {printf("%d ", C[i]);}return 0;}```2. 链表链表是一种动态的数据结构,它通过结点之间的指针联系起来。
C语言实验二、括号匹配
实验二、括号匹配一、问题描述假设一个输入字符串中包含圆括号、方括号和花括号三种类型的括号,以及其它一些任意字符。
编写程序,判别串中的括号是否正确匹配,即必须满足以下条件1.各种左、右括号的个数要一致;2.要符合正确的嵌套规则。
基本方法:在算法中设置一个栈,每读入一个括号,若是右括号,则或者使置于栈顶的最后进入的左括号消解,或者是不合法的情况;若是左括号,则压入栈中,同时在算法的开始和结束时,栈都应该为空,否则不合法。
二、基本要求输入一个算术表达式,利用栈存储结构来存入左括号,然后判断表达式中的括号是否匹配。
三、测试数据(1)([3+2]+(7*9))(2)[([3/2 ]-[5*6])](3)[7+8-(8-9])(4)(2+](3*9)))四、实现提示1、算法思路(1)对于栈的操作包括初始化initstack、判断栈是否满sfull、判断栈是否空sempty、入栈push和出栈pop操作。
该函数被主函数调用。
(2)在主函数中输入一个算术表达式,依次取出该算术表达式的某个字符,如果是左括号则入栈,如果是右括号则出栈,并判断右括号与出栈的元素是否匹配。
当算术表达式取完后,再判断栈是否为空,如果不空,则说明括号不匹配。
2、数据结构typedef struct stk//定义的栈结构{char *s; //栈中存放元素int top;//栈顶指针}stack;3、基本操作void initstack(stack *st) /* 栈s1和s2的初始化操作,st为指向s1或s2的指针 */int sfull(stack st) /* 判断栈s1和s2是否满的操作 */int sempty(stack st) /* 判断栈s1和s2是否空的操作 */int push(stack st,char e) /* 入栈操作,e为栈中结点类型 */int pop(stack *st,char *e) /*出栈操作,e为指向栈中结点的指针类型 */5、主程序main(){int i=0;char e;stack s1;//存放左括号的栈char str[100];//存放算术表达式的值initstack(&s1);printf("请输入表达式\n");gets(str);//输入算术表达式while(i<strlen(str)){if (str[i]=='('||str[i]=='['||str[i]=='{'){……}else if (str[i]==')'||str[i]==']'||str[i]=='}'){……else i++;}……}5、输出结果测试数据(1)([3+2]+(7*9))括号匹配(2)[([3/2 ]-[5*6])]括号匹配(3)[7+8-(8-9])第10个元素左右括号不匹配(4)(2+](3*9)))第4个元素左右括号不匹配。
三种括号识别算法
三种括号识别算法括号识别算法是文本处理和编程中常用的一种算法,用于识别和处理括号的匹配关系。
在此,我将介绍三种常见的括号识别算法:栈算法、递归算法和有限自动机算法。
1.栈算法:栈算法是最常用的括号识别算法之一、该算法使用一个栈数据结构来存储左括号,并通过栈的特性来判断右括号是否与栈顶的左括号匹配。
算法步骤:-创建一个空栈,用于存储左括号。
-从左到右遍历文本中的每个字符。
-如果遇到左括号(如'{'、'['、'('),则将其入栈。
-如果遇到右括号(如'}'、']'、')'),则判断栈是否为空。
若为空,则该右括号无匹配的左括号,识别失败。
若非空,则取出栈顶的左括号,并判断右括号与栈顶左括号是否匹配。
若匹配,则继续遍历下一个字符;若不匹配,则识别失败。
-遍历结束后,若栈为空,则识别成功;若栈非空,则有左括号没有匹配的右括号,识别失败。
栈算法的时间复杂度为O(n),其中n为文本的长度。
2.递归算法:递归算法是另一种常见的括号识别算法。
该算法使用递归的方式来判断括号的匹配关系。
算法步骤:-从左到右遍历文本中的每个字符。
-如果遇到左括号(如'{'、'['、'('),则寻找与之匹配的右括号。
具体做法是,在遇到右括号之前,统计遇到的左括号的数量,直到左括号数量与右括号数量相等,并且右括号与最后一个遇到的左括号匹配。
若找到匹配的右括号,则继续遍历下一个字符;若不匹配,则识别失败。
-遍历结束后,如果找到了与每个左括号匹配的右括号,则识别成功;否则,识别失败。
递归算法的时间复杂度和栈算法类似,也是O(n)。
3.有限自动机算法:有限自动机算法是一种使用状态机的方式来识别括号的算法。
该算法使用有限状态机的转移来处理括号的匹配关系。
算法步骤:-定义括号匹配的有限状态机,包括起始状态、接受状态和转移规则。
考研数据结构常考知识点
考研数据结构常考知识点一、知识概述《线性表》①基本定义:线性表就是数据像一条线似的排开的结构。
就好比班级里同学们站成一排,每个同学就是一个数据元素,前后顺序是明确的。
②重要程度:在数据结构中非常重要,是好多其他复杂结构的基础。
很多东西都是基于线性表来构建、理解的。
③前置知识:需要对变量、基本数据类型这些有了解。
像你得知道整数、字符这些基本的东西,就像盖楼之前得知道砖头是啥样的。
④应用价值:在存储数据顺序的时候非常有用。
比如图书馆按编号存书,每一本书就像线性表的一个元素。
《栈和队列》①基本定义:栈就像一个桶,东西只能从一头进出,先进后出。
而队列呢,像排队买东西,从一头进,另一头出,先进先出。
②重要程度:也是数据结构里常见的保存数据的方式,在程序运行中存储一些临时数据很有用。
③前置知识:线性表的知识,因为栈和队列可以看作是特殊的线性表。
④应用价值:在操作系统里任务调度可以用到队列,栈在表达式求值的时候可以用,像计算器计算式子的时候在后台可能就是用栈的方式去处理父子运算顺序的。
二、知识体系①知识图谱:线性表在数据结构里是基础中的基础,栈和队列是线性表的衍生。
②关联知识:树和图的一些遍历算法可能会用到栈或者队列辅助实现,比如树的深度优先遍历用栈方便,广度优先遍历用队列合适。
③重难点分析:线性表理解不难,但是运用起来要熟练有点难。
栈和队列重点是搞清楚它们进出数据的规则,难点是在不同问题里选择合适的结构。
④考点分析:线性表会考操作、存储结构之类的,栈和队列会考查入栈出栈、入队出队的操作顺序,还会结合一些应用题考查。
三、详细讲解【线性表- 理论概念类】①概念辨析:线性表就是n个数据元素的有限序列。
这里面每个元素都是单个数据,而且有顺序。
②特征分析:顺序性,每个元素都有固定的顺序位置。
还有有限性,元素个数是有限的。
③分类说明:可以分为顺序表,就是元素存在连续的存储单元里;还有链表,元素分布在不同的存储单元,通过指针联系起来。
括号匹配实验报告
括号匹配实验报告实验报告课程名称:数据结构班级:实验成绩:实验名称:栈、队列、字符串和数组学号:批阅教师签字:实验编号:实验⼆姓名:实验⽇期:指导教师:组号:实验时间:⼀、实验⽬的(1)掌握栈、队列、串和数组的抽象数据类型的特征。
(2)掌握栈、队列、串和数组的抽象数据类型在计算机中的实现⽅法。
(3)学会使⽤栈、队列来解决⼀些实际的应⽤问题。
⼆、实验内容与实验步骤(1)实验内容:假设表达式中除了变量名、常量和运算符外,还可以允许两种括号:圆括号和中括号,其嵌套的次序随意,编写程序检验输⼊的表达式中括号的的顺序是否合法。
(2)描述抽象数据类型或设计的函数描述,说明为什么要使⽤这种抽象数据类型,并说明解决设想。
抽象数据类型或函数描述:⾸先定义了⼀个结构体并且声明为栈类型,在其中定义了空间基地址的指针、栈顶指针以及栈存储空间的⼤⼩。
之后设计了Creat _Stack的函数,⽤此函数来创建⼀个空栈,这样可以使⽤堆栈来实现括号匹配的功能,⼜设计了⼀个名为Stack_Full的函数了来判断栈是否已满,若栈未满才可继续之后的压栈功能,如果堆栈已满,则需要使⽤realloc来动态分配空间,扩⼤栈的存储空间。
我还设计了⼀个名为empty的函数,⽤它来判断堆栈是否为空,堆栈为空或不为空时分别返回0或1。
之后设计了名为push和pop的函数来实现括号的⼊栈和出栈,之后设计了名为Match的函数,来判断括号是否匹配,设计了名为clean的函数来清空堆栈,这样可以连续判断不同的多项式的括号是否匹配。
解决设想:对于本题,⾸先我使⽤了栈结构,利⽤栈中数据“先进后出”的特点来实现对括号是否匹配的检验。
实现过程基本如下:从左到右依次扫描多项式,如果遇到左括号便将左括号⼊栈,在所有左括号⼊栈之后便可以扫描到右括号,如果扫描到的右括号和栈顶的左括号可以匹配时,将左括号出栈,以此类推,最后判断栈是否为空,若为空,则括号匹配,否则括号不匹配。
括号匹配检测实验报告(3篇)
第1篇实验名称:括号匹配检测实验目的:1. 理解括号匹配的基本原理。
2. 掌握使用栈进行括号匹配检测的方法。
3. 通过编程实现括号匹配检测功能。
实验时间:2023年X月X日实验地点:实验室实验器材:1. 计算机2. 编程软件(如Python、Java等)3. 文档编辑器实验内容:一、实验原理括号匹配检测是计算机科学中的一个基础问题,它涉及到字符串中括号的正确配对。
常见的括号包括圆括号()、方括号[]和花括号{}。
一个有效的括号序列是指,序列中的每个左括号都有一个对应的右括号,并且括号内的内容可以嵌套。
括号匹配检测通常使用栈(Stack)这一数据结构来实现。
栈是一种后进先出(Last In First Out,LIFO)的数据结构,适用于括号匹配检测的原因是括号的匹配顺序与它们出现的顺序相反。
二、实验步骤1. 设计算法:确定使用栈进行括号匹配检测的算法步骤。
2. 编写代码:根据算法步骤,编写实现括号匹配检测功能的代码。
3. 测试代码:使用不同的测试用例对代码进行测试,确保其正确性。
4. 分析结果:对测试结果进行分析,评估代码的性能和正确性。
三、实验代码以下是一个使用Python实现的括号匹配检测的示例代码:```pythondef is_balanced(s):stack = []bracket_map = {')': '(', ']': '[', '}': '{'}for char in s:if char in bracket_map.values():stack.append(char)elif char in bracket_map.keys():if not stack or bracket_map[char] != stack.pop(): return Falsereturn not stack测试用例test_cases = ["((()))", True"([{}])", True"({[}])", False"((())", False"()[]{}", True"([)]", False"(({[]}))", True"" True]for case in test_cases:print(f"Input: {case}, Output: {is_balanced(case)}")```四、实验结果与分析通过上述代码,我们对一系列测试用例进行了括号匹配检测。
括号匹配问题
东华理工大学长江学院课程设计报告数据结构课题设计报告设计题目:括号匹配问题姓名:班级:学号:指导老师:二0一0年五月目录1.设计内容 (1)问题描述 (1)问题分析 (1)2.概要设计 (2)2-1模块一:初始化一个堆栈 (2)2-2模块二:进栈 (2)2-3模块三:测试堆栈是否为空 (2)2-4模块四:退栈 (2)2-5模块五:各模块间的调用关系 (2)3.算法描述 (3)3-1程序流程图: (3)3-2程序代码: (4)4.算法分析 (6)5.心得体会 (8)6.参考资料 (8)1.设计内容问题描述假设一个算术表达式中可包含三种括号:圆括号,方括号和花括号且这三种括号可按任意次序嵌套使用。
试利用栈的运算,编写判别给定表达式中所含括号是否正确配对出现的算法。
问题分析此程序须要完成如下要求:表达式中有三种括号:圆括号、方括号和花括号,嵌套顺序任意。
实现本程序需要解决:①用什么数据结构;②怎样实现判断括号是否匹配;③括号匹配与否有几种情况;④输出与输入数据的形式。
本程序的难点在于怎么判断括号是否匹配。
2.概要设计2-1模块一:初始化一个堆栈堆栈的顺序存储结构可以利用一个具有M个元素的数组STACK[0..M-1]来描述。
其中,STACK作为堆栈的名字,且不妨设:#define M 100 */定义堆栈的最大容量,并初始化栈顶指针变量top=-1。
2-2模块二:进栈在容量为M的堆栈中插入一个新的元素E[i],栈顶元素的位置由top指出。
新的数据元素进栈,将栈顶指针加1,然后将新的数据元素E[i]插入到修改以后的top指出的新的栈顶位置上。
2-3模块三:测试堆栈是否为空测试堆栈是的栈顶指针top是否为-1。
2-4模块四:退栈从堆栈中退出当前栈顶元素,并保存在变量item中,同时将栈顶指针减1修改栈顶指针位置。
2-5模块五:各模块间的调用关系首先创建一个堆栈并初始化,依次读入字符直到文件的末尾。
如果读得的字符为左括号,则将其压入堆栈。
校验数学表达式
校验数学表达式校验数学表达式是数学学科中非常重要的一部分。
在数学研究和应用中,我们经常需要对数学表达式进行校验,以确保其准确性和可靠性。
本文将介绍数学表达式的校验方法和注意事项。
一、数学表达式的校验方法1. 括号匹配:数学表达式中的括号必须成对出现,并且有正确的嵌套关系。
我们可以使用栈这种数据结构来实现对括号的匹配。
遍历表达式中的每一个字符,当遇到左括号时,将其入栈;当遇到右括号时,将栈顶元素出栈并进行匹配。
如果匹配成功,则继续遍历;如果不成功,则表达式中的括号不匹配。
2. 运算符合法性:数学表达式中的运算符必须符合运算规则,并且要在正确的位置使用。
例如,加法、减法、乘法和除法等运算符必须在两个操作数之间使用。
在校验运算符合法性时,可以使用有限状态自动机(Finite State Machine)来实现。
通过定义状态和状态转移规则,可以判断表达式中的运算符是否合法。
3. 函数和变量的定义和使用:在数学表达式中,常常会使用函数和变量。
校验函数和变量的定义和使用是否正确是很重要的。
对于函数,可以通过查找函数的定义和参数个数来判断其合法性;对于变量,可以通过查找变量的定义和作用域来判断其合法性。
二、数学表达式的校验注意事项1. 数学表达式中的变量必须在使用之前进行定义,且不能重复定义。
如果变量在表达式中多次出现,必须保证其定义是一致的。
2. 数学表达式中的函数必须在使用之前进行定义,且不能重复定义。
函数的参数个数和类型必须与定义时一致。
3. 数学表达式中的运算符必须符合运算规则,并且要在正确的位置使用。
例如,加法、减法、乘法和除法等运算符必须在两个操作数之间使用。
4. 数学表达式中的括号必须成对出现,并且有正确的嵌套关系。
括号的使用必须符合数学运算的规则。
5. 数学表达式中的数字必须符合数值范围,并且要在正确的位置使用。
例如,科学计数法表示的数字必须符合科学计数法的规则。
三、数学表达式的校验实例下面是一个简单的数学表达式的校验实例:表达式:2 * (3 + 4)校验步骤:1. 遍历表达式中的每一个字符。
表达式括号匹配配对判断 大二数据结构实验
实验表达式括号匹配配对判断问题1,问题的描述假设一个算法表达式中包括圆括号,方括号两种,设计判别表达式中括号是否正确匹配的算法。
2,数据结构设计(1)匹配判别发生在右括号出现时,且被匹配的左括号应是距离右括号最近被输入的,二不是最先被输入的括号,即“先入后匹配”。
因此用栈来解决。
struct Node{int top;char data[stacksize];};Node node;void InitStack( ) // 初始化栈{node.top=-1;}(2)一是表达式的串;二是栈。
串可以采用顺序表表示。
所以采用顺序栈,站元素类型为字符型。
sqstack(int n){ base=newT[m];if(base=NULL){cout<<“创栈失败”;exit(1);}stacksize=m;top=-1;}}3,算法设计(1)进栈的算法设计voidPush(charx){if(node.top==stacksize-1);node.top++;node.data[node.top]=x;}(2)出栈的算法设计void Pop(char &x){if(node.top==-1);x=node.data[node.top--];}(3)判断是否匹配的算发。
如果右括号,进栈,取下个字符;如果是左括号,出栈,取下个字符;最后判断栈是否为空;得出结论。
3.1因为其中包含几种括号,所以用采用switch语句for(i=0;*(p+i)!='\0'&&count!=0;i++){switch (*(p+i)){case '(' :Push(*(p+i)) ;break ;case '[' :Push(*(p+i) ) ;break ;case ')' :{Pop(e) ;if ( e!='(' )count=0 ;};break ;case ']' :{Pop(e) ;if ( e!='[' )count=0 ;}; break ;default:break;}}3.2利用进出栈判断括号是否匹配if ( !StackEmpty () || count==0 ) //条件为:栈不空,而且有出现括号不匹配的情况{cout<<"括号无法匹配!"<<endl;cout<<"你想要继续吗?(y/n)"<<endl;cin>>s;if(s=='y'||s=='Y')goto input;else if(s=='n'||s=='N')cout<<"退出程序!"<<endl;return 0;}else{cout<<"括号能够匹配!"<<endl;cout<<"你想要继续吗?(y/n)"<<endl;cin>>s;if(s=='y'||s=='Y')goto input;else if(s=='n'||s=='N')cout<<"退出程序!"<<endl;return 0;}4.测试与运行(1)显示菜单,如下图:(2)运行结果如下图:5.调试的收获通过这次实验好的感觉到自己还有不足之处,一个程序高那么久才搞定,以后要多加练习。
数据结构代码题
数据结构代码题数据结构是计算机中用于组织和存储数据的一种方式。
在实际的软件开发中,我们经常需要使用各种数据结构来解决不同的问题。
这篇文章将介绍数据结构的一些常见代码题,并提供相应的参考内容。
1. 数组反转题目:给定一个数组,要求将数组中的元素反转,并返回反转后的数组。
解题思路:- 使用两个指针,一个指向数组的开头,一个指向数组的末尾。
- 不断交换指针指向的元素,直到两个指针相遇。
- 返回反转后的数组。
参考代码:```pythondef reverse_array(arr):left = 0right = len(arr) - 1while left < right:arr[left], arr[right] = arr[right], arr[left]left += 1right -= 1return arr```2. 链表反转题目:给定一个链表,要求将链表反转,并返回反转后的链表。
解题思路:- 使用三个指针,分别指向当前节点、前一个节点和后一个节点。
- 不断改变指针指向,直到当前节点为空。
- 返回反转后的链表的头节点。
参考代码:```pythonclass ListNode:def __init__(self, val=0, next=None):self.val = valself.next = nextdef reverse_linked_list(head):prev = Nonecurr = headwhile curr:next_node = curr.nextcurr.next = prevprev = currcurr = next_nodereturn prev```3. 栈的应用——括号匹配题目:给定一个只包含括号字符的字符串,判断括号是否匹配。
解题思路:- 遍历字符串的每个字符。
- 如果遇到左括号,则将其入栈。
- 如果遇到右括号,则判断栈顶的括号是否与之匹配。
- 如果匹配,则继续遍历;- 如果不匹配,则返回 False。
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}
情况③
void Push(SqStack *S,SElemType e)
{ /* 插入元素e为新的栈顶元素 */ if((*S).top-(*S).base>=(*S).stacksize)
A×
{
(*S).base=(SElemType*)realloc((*S).base,((*S). stacksize+STACK_INCREMENT)*sizeof(SEle mType));
(2)要求当输入一个表达式,可判断并输出括 号是否匹配。
②算法思想描述
• 在算术表达式中,右括号和左括号匹配的 次序正好符合后到的括号要最先被匹配的 “后进先出”堆栈操作特点,因此可以借 助一个堆栈来进行判断。
• 运用C语言编写程序。 • 括号匹配的四种情况:
1. 左右括号配对次序不正确 2. 右括号多于左括号(缺少左括号) 3. 左括号多于右括号(缺少右括号) 4. 左右括号匹配正确
(可包含()、[]和{})\n"); gets(ch); p=ch; /* p指向字符串的首字符 */ while(*p) /* 没到串尾 */ switch(*p) {case '(': case '[': case '{':Push(&s,*p++); /* 左括号入栈,且p++ */ break; case ')': case ']': case '}':if(!StackEmpty(s)) /* 栈不空 */
A ×所以(B算-C45术) ÷表栈内(左达D没的右+式有左括E与括号)之号匹}配配对
*((*S).top)++=e;
3
}
缺少2 左括号
Status Pop(SqStack *S,SElemType *e)
1
{
if((*S).top==(*S).base)
0
return ERROR;
*e=*--(*S).top;
A ×[(B-C) ÷(D+E) 5缺少右左右括括号号匹配
4 3 2
Status Pop(SqStack *S,SElemType *e)
1
{
if((*S).top==(*S).base)
0
return ERROR;
*e=*--(*S).top;
return OK;
}
程序运行结束时栈内为空 情况④
stacksize+STACK_INCREMENT)*sizeof(SEle
mType)); if(!(*S).base)
虽然程序运行完栈内为空
exit(OVERFLOW); /* 存储分配失败 */
5 左右左括右号括不号匹配
(*S).top=(*S).base+(*S).stacksize; (*S).stacksize+=STACK_INCREMENT;
void Push(SqStack *S,SElemType e)
{ /* 插入元素e为新的栈顶元素 */ if((*S).top-(*S).base>=(*S).stacksize) {
A× ( B-C ) ÷ ( D+E )}
而栈外有未能匹配的括号
(*S).base=(SElemType*)realloc((*S).base,((*S).
stacksize+STACK_INCREMENT)*sizeof(SEle
mType)); if(!(*S).base) exit(OVERFLOW); /* 存储分配失败 */ (*S).top=(*S).base+(*S).stacksize; (*S).stacksize+=STACK_INCREMENT; }
{check();}
④制作动态效果
情况①
void Push(SqStack *S,SElemType e) { /* 插入元素e为新的栈顶元素 */
A× [ ( B-C ) ÷ ( D+E ) ]
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
if((*S).top-(*S).base>=(*S).stacksize) {
栈顶元素与右括号匹配
(*S).base=(SElemType*)realloc((*S).base,((*S).
if(!(*S).base)
exit(OVERFLOW); /* 存储分配失败 */
(*S).top=(*S).base+(*S).stacksize;
(*S).stacksize+=STACK_INCREMENT;
}
*((*S).top)++=e;
}
因为栈内非空,
[ (所B-以C算) ÷术(表D达+E式)
STACK_INCREMENT)*sizeof(SElemType)); if(!(*S).base) exit(OVERFLOW); /* 存储分配失败 */ (*S).top=(*S).base+(*S).stacksize; (*S).stacksize+=STACK_INCREMENT; } *((*S).top)++=e; }
exit(ERROR);} default: p++; /* 其它字符不处理,指针向后 移 */} if(StackEmpty(s)) /* 字符串结束时栈空 */ printf("恭喜您,括号匹配正确!\n"); else printf("对不起,您缺少右括号!\n"); }
void main()
• 字符串循环扫描结束时,若堆栈非空(即堆栈尚 有某种类型的左括号),则说明左括号多于右括 号;
• 否则,括号配对正确。
(2)程序的实现
• 进栈
void Push(SqStack *S,SElemType e) { /* 插入元素e为新的栈顶元素 */ if((*S).top-(*S).base>=(*S).stacksize) /* 栈满,追加存储空间 */ {(*S).base=(SElemType*)realloc((*S).base,((*S).stacksize +
且程序运行完栈内为空 stacksize+STACK_INCREMENT)*sizeof(SEle
mType));
if(!(*S).base) exit(OVERFLOW); /* 存储分配失败 */
5
左右括号匹配
(*S).top=(*S).base+(*S).stacksize; (*S).stacksize+=STACK_INCREMENT; }
③算法及程序的实现
(1)算法
• 顺序扫描算数表达式(表现为一个字符串),当 遇到三种类型的左括号时候让该括号进栈;
• 当扫描到某一种类型的右括号时,比较当前栈顶 元素是否与之匹配,若匹配,退栈继续判断;
• 若当前栈顶元素与当前扫描的括号不匹配,则左 右括号配对次序不正确;
• 若字符串当前为某种类型的右括号而堆栈已经空, 则右括号多于左括号;
• 出栈
Status Pop(SqStack *S,SElemType *e) { /* 若栈不空,则删除S的栈顶元素,用e返回其值,
并返回OK;否则返回ERROR */ if((*S).top==(*S).base) return ERROR; *e=*--(*S).top; return OK; }
括号匹配问题
制作人:
制作过程
①学习与括号匹配问题相关的知识内容 ②将程序的算法思想学会并能描述出来 ③算法及程序的实现 ④制作动态效果 ⑤程序的运行 ⑥总结
①括号匹配问题的设计内容
(1)括号匹配问题,假设一个算术表达式中包 含圆括号、方括号和花括号三种类型的括 号,编写一个函数,用来判别表达式中括 号是否正确配对。
运行语句
void StackTraverse(SqStack S,void(*visit)(SElemType))
{while(S.top>S.base) visit(*S.base++); printf("\n");} void check() {SqStack s; SElemType ch[80],*p,e; InitStack(&s); /* 初始化栈成功 */ printf(“请输入一个算术表达式
所以4算术表达式 3
*((*S).top)++=e; }
A ×[(B2-C) ÷(D+E)] 1
Status Pop(SqStack *S,SElemType *e) { if((*S).top==(*S).base)
括号0 匹配成功
return ERROR;
*e=*--(*S).top;
return OK;
return OK;
}
⑤程序的运行
• 运行程序
⑥项目总结
通过本次项目实践学到了 • 掌握了用高级语言实现算法的基本步骤和
方法 • 对于应用顺序栈的知识解决和分析问题的
能力有了新的理解 • 提高了理论和实际相结合的能力
谢谢!
但算4 术表达式
}
3
*((*S).top)++=e; }
Status Pop(SqStack *S,SElemType *e)
A ×[(B2-C) ÷(D+E)} 1
{ if((*S).top==(*S).base)
括号匹0配次序不正确
return ERROR;
*e=*--(*S).top;
return OK;