数据结构实验 表达式括号匹配配对判断问题

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。

#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)

{//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;

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];//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

}

（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

for(int i=0;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)!='(')

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)

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。

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

#include

#include

using namespace std;

#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)

{//定义一个新栈s，初始化栈顶为-1

s.top = -1;

}

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;//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--;

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