括号匹配的检查 课程设计

衡阳师范学院《C语言数据结构》课程设计报告题目：括号匹配的检验班级： 1 1 0 1学号：作者姓名：指导教师：2012年11月目录1设计题目与要求 (3)1.1实验目的 (3)1.2问题描述 (3)1.3设计要求 (3)2总体设计思想及相关知识 (3)2.1总体设计思想 (3)2.2开发环境与工具 (4)3功能设计 (4)3.1 抽象数据类型的定义 (4)3.2 栈的基本运算 (4)3.3栈的基本操作的实现 (4)3.4模块流程图 (6)4源程序代码 (6)5测试及结果 (9)6总结 (11)7小组成员任务分配 (11)参考文献 (12)1．设计题目与要求1.1实验目的通过对括号匹配的检验的程序设计编写，深入了解和掌握栈的使用，了解栈先进后出的特点，掌握栈的表示和实现。

1.2问题描述假设表达式中允许包括两种括号:圆括号和方括号，其嵌套的顺序随意，即([]())或[([][])]等为正确的格式，[(])或(()]）均为不正确的格式。

检验括号是否匹配的方法可用“期待的急迫程度”这个概念来描述。

例如考虑下列括号序列：[ ( [ ] [ ] ) ]1 2 3 4 5 6 7 8当计算机接受了第一个括号后，它期待着与其匹配的第八个括号的出现，然而等来的却是第二个括号，此时第一个括号只能暂时靠边，而迫切等待与第二个括号相匹配的，第七个括号的出现，类似的，因等来的第三个括号，其期待的匹配程度较第二个括号更急迫，则第二个括号也只能靠边，让位于第三个括号，显然第二个括号的期待急迫性高于第一个括号；在接受了第四个括号后，第三个括号的期待得到满足，消解之后，第二个括号的期待匹配成了当前最急迫的任务了，······，依次类推。

可见，这个处理过程恰与栈的特点相吻合。

1.3设计要求读入圆括号和方括号的任意序列，输出“匹配”或“此串括号匹配不合法”。

2．总体设计思想及相关知识2.1总体设计思想最内层（最迟出现）的左括号必须与最内层（最早出现）的同类右括号匹配，它最期待着急迫的配对。

配对之后，期待得以消除。

因此为左括号设置一个栈，置于栈顶的左括号期待配对的急切程度最高。

另外，在算法的开始和结束时，栈都应该是空的。

例如：[()[]]、 ([{}]) 、{([]]}2.2开发环境与工具系统平台：Windows应用程序实现语言：C语言开发工具：VC++6.03．功能设计3.1抽象数据类型的定义堆栈的定义：栈（Stack）是限定只能在表的一端进行插入和删除操作的线性表。

在表中，允许插入和删除的一端称作"栈顶(top)"，不允许插入和删除的另一端称作"栈底(bottom)" 。

3.2栈的基本运算（1）栈初始化：Init_Stack(s)。

操作结果是构造了一个空栈。

（2）判栈空：Empty_Stack(s)。

操作结果是若s为空返回1，否则返回为0. （3）入栈：Push_Stack(s,x)。

操作结果是在栈s的顶部插入一个新的元素x，x 成为新的栈顶元素，栈发生变化。

（4）出栈：Pop_Stack(s)。

在栈s存在且非空的情况下，操作结果是将栈s的顶部元素从栈中删除，栈中少了一个元素，栈发生变化。

（5）读栈顶元素：Top_Stack(s)。

在栈s存在且非空的情况下，操作结果是读栈顶元素，栈不变化。

3.3栈的基本操作的实现(1）置空栈（首先建立栈空间，然后初始化栈顶指针）SeqStack * Init_Stack(){SeqStack *s;s=( SeqStack *)malloc(sizeof(SeqStack ));s->top=-1;return s;}(2)判空栈int Empty_Stack(SeqStack *s){If(s->top==-1) return 1;Else return 0;}(3)入栈int Push_Stack(SeqStack *s,datatype x){if(s->top==MAXSIZE-1) return 0; //栈满不能入栈else{s->top++;s->data[s->top]=x;return 1;}}(4)出栈int Pop_Stack(SeqStack *s,datatype *x){if (Empty_Stack(s)) return 0; //栈空不能出栈else {*x=s->data[s->top]; //栈顶元素存入*x，返回s->top--;return 1;}}(5)取栈顶元素datatype Top_Stack(SeqStack *s){if (Empty_Stack(s)) return 0; //栈空else return(s->data[s-top]);}3.4模块流程4.源程序代码#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#define MAXSIZE 100typedef char datatype;struct SeqStack{datatype data[MAXSIZE];int top;};SeqStack * Init_Stack(){SeqStack *s;s=( SeqStack *)malloc(sizeof(SeqStack ));s->top=-1;return s;}int Empty_Stack(SeqStack *s){if(s->top==-1) return 1;else return 0;}int Push_Stack(SeqStack *s,datatype x){if(s->top==MAXSIZE-1) return 0; //栈满不能入栈else{s->top++;s->data[s->top]=x;return 1;}}int Pop_Stack(SeqStack *s,datatype *x){if (Empty_Stack(s)) return 0; //栈空不能出栈else {*x=s->data[s->top]; //栈顶元素存入*x，返回s->top--;return 1;}}datatype Top_Stack(SeqStack *s){if (Empty_Stack(s)) return 0; //栈空else return(s->data[s->top]);}int match(char s[]){SeqStack *st;datatype x;char *p=s;st=Init_Stack();while(*p){switch(*p){case '(':case '[':case '{':Push_Stack(st,*p);break;case ')':if(Top_Stack(st)=='(') Pop_Stack(st,&x);else return 0;break;case ']':if(Top_Stack(st)=='[') Pop_Stack(st,&x);else return 0;break;case '}':if(Top_Stack(st)=='{') Pop_Stack(st,&x);else return 0;break;default:return 0;break;}p++;}return Empty_Stack(st)?1:0;}int main(){printf("请输入一组或多组括号序列，按enter键结束输入：\n");char s[MAXSIZE];while(gets(s)){printf(match(s)?"括号匹配\n":"括号不匹配\n");}return 0;}5．测试及结果图5-1图5-2 图5-3图5-46．总结经过了两周的时间，我们完成了这个课程设计。

通过这次课程设计，我们学到了很多关于数据结构中栈的使用操作。

经过这些天的上机操作，我们也意识到了自己的不足之处，例如容易把符号打错，在查找错误时难以发现等问题。

在这程序设计中遇到的问题，一般上网查询或者问上一届的同学，参考他人的做法，多次操作失败过，但还是一步步改正。

所以说，这次的课程设计给了我们一个提高，过程中发现对C语言还是不太熟悉，数据结构很重要，多实践操作很关键。

在以后的计算机学习过程中，理解理论知识，注重实践操作。

小组成员任务分配程序编程前阶段：全组成员查看相关资料，包括书本资料和网上资料，共同讨论实现方案，及设计思想；程序编写阶段：XX进行上机操作，完成程序基本框架程序报告编写：XX格式的排版及修改：XX参考文献[1]严蔚敏吴伟民编著·。

数据结构：C语言版。

北京：清华大学出版社，2007[2周海英马巧梅编著。

数据结构与算法设计（第二版）。

北京：国防工业出版社，2009.6。