数据结构实验表达式括号匹配配对判断问题分析

实验 表达式括号匹配配对判断问题
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1. 问题描述
一个算术表达式含圆括号、中括号、花括号 , 且它们可任意嵌套使用。
写一程序，判断任一算术表达式中所含括号是否正确配对。
2. 数据结构设计
匹配判别发生在右括号出现Hale Waihona Puke Baidu， 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
return 0; break;
case '}': if(Pop(s)!='{') return 0; break;
case ']': if(Pop(s)!='[')
return 0; break; } } int re=0; // 定义并初始化判空函数的返回值 re=Empty(s,re); // 返回判空函数的返回值 if(re==1) return 1; // 栈为空 else return 0; // 栈不为空，有左括号，存在 '(' 或'[' 或'{' 未匹配 } 4. 运行与测试 ① 输入 1+(2+3)
，即“先入后匹配” 。因此用栈来解决。
#define stacksize 100 //
定义栈的空间大小
struct
stack{ // 定义栈的结构体
char strstack[stacksize];//
定义栈的存储格式为字符型
int top; // 定义栈的栈顶变量
};
void InitStack(stack &s)
char Push(stack &s, char a)
{ // 入栈操作，将字符 a 入栈 s
if(s.top == stacksize - 1) //
当栈顶为栈的空间大小 -1 ，栈满
return 0;
s.top ++;// 入栈操作一次，栈顶 +1
s.strstack[s.top] = a;//
}
（ 4）判断是否匹配的算法。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。
int Check(char* str)
{ // 检验括号是否匹配的函数
stack s;
InitStack(s);
int strn = strlen(str); //
定义字符串长度为 strn
void main() // 主函数 {
char str[100]; // 定义一个单字符型数组以储存键盘输入的字符串。 cout<<" 请输入一个长度小于 100 的字符串： "<<endl; cin>>str; // 从键盘输入字符存储到字符数组中，有输入则继续。 int re=Check(str); if(re==1)
② 输入 1+(2+3))
③ 输入 1+（（2+3） ④ 输入 1+2+3+4
⑤ 输入 1+[2+(4-2])*2
5. 调试记录及收获 在运行程序时，当输入 1+((2+3) 时，因为错把’ ( ’写成’（’，
也就是输入法的中英文没有切换， 所以得到的结果是错的。 这就说明输 入时要注意中英文。
s.top ++;// 入栈操作一次，栈顶 +1
s.strstack[s.top] = a;//
此时，栈顶元素为字符 a
return a;
}
（ 2）出栈的算法设计
char Pop(stack &s )
{ // 出栈操作
if(s.top == -1) //
当栈顶为 -1 时，栈空
return 0;
char a = s.strstack[s.top];//
case '[':
Push(s,a);// 若是左括号，则进行入栈操作
break;
// 若是右括号， 则进行出栈操作， 若出栈元素不是与输入相对应的左括
号，则字符串括号中不匹配，返回
case ')':
if(Pop(s)!='(')
return 0;
break;
case '}': if(Pop(s)!='{') return 0; break;
return a;
}
int Empty(stack &s,int re)
{ // 定义判断栈是否为空的函数
if(s.top==-1)
return 1;// 栈为空时返回值为 1
else return 0;// 栈不为空时返回值为 0
}
int Check(char* str)
{ // 检验括号是否匹配的函数
stack s;
InitStack(s);
int strn = strlen(str); //
定义字符串长度为 strn
for(int i=0;i <strn;i++)
{
char a=str[i];
int re=0;
switch(a)
{// 对输入的字符 a 进行判断
case '(':
case '{':
定义栈的空间大小
struct
stack{ // 定义栈的结构体
char strstack[stacksize];//
定义栈的存储格式为字符型
int top; // 定义栈的栈顶变量
};
void InitStack(stack &s)
{// 定义一个新栈 s，初始化栈顶为 -1
s.top = -1;
}
通过本次实验， 我对栈的使用更加熟练， 入栈出栈的顺序也有了更 一步的了解。
附：源代码 #include "stdafx.h" #include<iostream> #include<stdio.h> #include<string.h> using namespace std;
#define stacksize 100 //
此时，栈顶元素为字符 a
return a;
}
char Pop(stack &s )
{ // 出栈操作
if(s.top == -1) //
当栈顶为 -1 时，栈空
return 0;
char a = s.strstack[s.top];//
将栈顶元素赋予字符 a，并返回字符 a，完成
出栈操作
s.top--;
case ']':
if(Pop(s)!='[') return 0;
break; /*case ')': if(Empty(s,re) || Pop(s) != '(') return 0;
Pop(s); break; case ']': if(Empty(s,re) || Pop(s) != '[') return 0;
for(int i=0;i <strn;i++)
{
char a=str[i];
int re=0;
switch(a) {// 对输入的字符 a 进行判断
case '(': case '{': case '[':
Push(s,a);// 若是左括号，则进行入栈操作 break; // 若是右括号，则进行出栈操作，若出栈元素不是与输入相 对应的左括号，则字符串括号中不匹配，返回 case ')': if(Pop(s)!='(')
{// 定义一个新栈 s，初始化栈顶为 -1
s.top = -1;
}
3. 算法设计
（ 1）入栈的算法
char Push(stack &s, char a)
{ // 入栈操作，将字符 a 入栈 s
if(s.top == stacksize - 1) //
当栈顶为栈的空间大小 -1 ，栈满
return 0;
将栈顶元素赋予字符 a，并返回字
符 a，完成出栈操作
s.top--;
return a;
}
（ 3）判断栈是否为空的函数
int Empty(stack &s,int re)
{ // 定义判断栈是否为空的函数
if(s.top==-1)
return 1;// 栈为空时返回值为 1
else
return 0;// 栈不为空时返回值为 0
Pop(s); break; case '}': if(Empty(s,re) || Pop(s) != '{') return 0;
Pop(s); break;*/ } } int re=0; // 定义并初始化判空函数的返回值 re=Empty(s,re); // 返回判空函数的返回值 if(re==1) return 1; // 栈为空 else return 0; // 栈不为空，有左括号，即存在 '(' 或 '[' 或'{' 未匹配 }
cout<<" 匹配！ "<<endl; else
if(re==0) cout<<" 不匹配！！ "<<endl;
}