括号匹配数据结构报告
任务书括号匹配汉诺塔
汉诺塔问题1.问题描述设有三个分别命名为x、y和z的塔座，在塔座x上插有n个直径各不相同，从小到大依次编号1、2、…、n的圆盘，现要求将x塔座上的n个圆盘移到塔座z上，并插在x、y和z中任一塔座；任何时候都不允许将较大的圆盘放在较小的圆盘之上。
2.设计要求⑴程序要求用户输入初始圆盘数。
⑵输出所有的移动过程。
3.数据结构本课程设计使用的数据结构是栈，利用顺序栈来实现。
4.分析与实现汉诺塔问题是印度的一个古老传说。
开天辟地的神勃拉玛在一庙里留下了三根金刚石棒，第一根上面套有64个圆的金片，最大的一个在底下，其余一个比一个小，依次叠上去，庙里的众僧不倦地把它们一个个地从这根棒搬到另一根棒上，规定可利用中间的一根棒做为帮助，但每次只能搬一个，而且大的不能放在小的上面。
解答结果请自己进行计算，面对庞大的数字，看来众僧们耗尽毕生精力也不可能完成金片的移动。
后来，这个传说就演变为汉诺塔游戏：⑴有三根杆子x、y和z。
X杆上按从小到大依次放置若干大小不等的盘子；⑵每次只能移动一个盘子，大的不能放在小的上面；⑶把所有盘子从x杆全部移到z杆上，可惜借助中间y杆。
经过研究发现，汉诺塔的破解很简单，就是按照移动规则向一个方向移动盘子。
如三阶汉诺塔的移动：x→z，x→y，z→y，x→z，y→z，x→z。
在这里采用一种非递归的算法实现。
括号匹配⒈问题描述设某一算术表达式中包含圆括号、方括号或花括号三种类型的括号，编写一个算法判断其中的括号是否匹配。
⒉设计要求⑴程序对所输入的表达式能给出适当的提示信息，表达式中包含括号，括号分为圆括号、方括号或花括号三种类型。
⑵允许使用四则混合运算（+、—、*和/），以及包含变量的算术表达式。
⑶只验证表达式中的括号是否匹配（圆括号、方括号或花括号三种类型），并给出验证结果。
⒊数据结构本课程设计使用的数据结构是栈，利用顺序栈来实现。
⒋分析与实现在算术表达式中，通常包含数字符号、运算符号以及括号（圆括号、方括号或花括号三种类型）。
数据结构归类总结报告范文(3篇)
第1篇一、引言数据结构是计算机科学中一门重要的学科，它研究如何有效地组织、存储和操作数据。
在计算机科学和软件开发中，数据结构的选择直接影响着程序的效率、可读性和可维护性。
本文将对常见的数据结构进行归类总结，分析其特点、应用场景以及优缺点，旨在为读者提供全面的数据结构知识。
二、数据结构分类1. 基本数据结构基本数据结构包括线性表、栈、队列、字符串等。
（1）线性表线性表是一种有序的数据集合，包括顺序表和链表两种形式。
顺序表是一种通过数组实现的线性表，具有随机访问的特点；链表则通过指针连接节点，实现动态存储。
特点：顺序表支持随机访问，链表支持动态扩展。
应用场景：数组、链表、栈、队列等数据结构。
（2）栈栈是一种后进先出（LIFO）的线性表，只能在表的一端进行插入和删除操作。
特点：先进后出，具有明确的操作顺序。
应用场景：递归算法、函数调用栈、表达式求值等。
（3）队列队列是一种先进先出（FIFO）的线性表，只能在表的一端进行插入操作，在另一端进行删除操作。
特点：先进先出，具有明确的操作顺序。
应用场景：打印任务、缓冲区、资源分配等。
（4）字符串字符串是由字符组成的序列，是处理文本信息的重要数据结构。
特点：可变长度，支持字符操作。
应用场景：文本编辑、搜索引擎、自然语言处理等。
2. 树状数据结构树状数据结构包括二叉树、堆、平衡树等。
（1）二叉树二叉树是一种每个节点最多有两个子节点的树形结构。
特点：层次结构，具有明确的父子关系。
应用场景：数据结构中的查找、排序、遍历等。
（2）堆堆是一种特殊的完全二叉树，满足堆性质：每个节点的值大于或等于其子节点的值（最大堆）或小于或等于其子节点的值（最小堆）。
特点：支持快速查找、插入和删除操作。
应用场景：优先队列、动态数组、排序等。
（3）平衡树平衡树是一种保持平衡的二叉搜索树，如AVL树、红黑树等。
特点：保持平衡，查找、插入和删除操作具有对数时间复杂度。
应用场景：数据库索引、搜索树等。
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) × － －
括号匹配栈实验报告
一、实验目的本次实验旨在通过编写程序实现括号匹配功能，加深对栈数据结构原理的理解和应用。
通过实验，掌握栈的基本操作，如入栈、出栈、判断栈空等，并学会利用栈解决括号匹配问题。
二、实验原理1. 栈是一种后进先出（LIFO）的线性数据结构，它只允许在栈顶进行插入和删除操作。
2. 括号匹配问题是指在一个字符串中，判断左右括号是否成对出现，且对应匹配。
3. 在解决括号匹配问题时，可以使用栈来存储遇到的左括号，并在遇到右括号时进行匹配。
如果栈为空或括号不匹配，则判断为无效括号。
如果栈为空，表示括号匹配正确，否则表示不匹配。
三、实验内容1. 定义栈结构体，包括栈的最大容量、栈顶指针、栈底指针、栈元素数组等。
2. 编写栈的基本操作函数，如初始化、入栈、出栈、判断栈空等。
3. 编写括号匹配函数，利用栈实现括号匹配功能。
4. 编写主函数，接收用户输入的字符串，调用括号匹配函数进行判断，并输出结果。
四、实验步骤1. 定义栈结构体和栈的基本操作函数。
```c#define MAX_SIZE 100typedef struct {char data[MAX_SIZE];int top;} Stack;void InitStack(Stack s) {s->top = -1;}int IsEmpty(Stack s) {return s->top == -1;}void Push(Stack s, char x) {if (s->top == MAX_SIZE - 1) { return;}s->data[++s->top] = x;}char Pop(Stack s) {if (s->top == -1) {return '\0';}return s->data[s->top--];}```2. 编写括号匹配函数。
```cint BracketMatch(char str) {Stack s;InitStack(&s);while (str) {if (str == '(' || str == '[' || str == '{') {Push(&s, str);} else if (str == ')' || str == ']' || str == '}') {if (IsEmpty(&s)) {return 0; // 不匹配}char c = Pop(&s);if ((c == '(' && str != ')') || (c == '[' && str != ']') || (c == '{' && str != '}')) {return 0; // 不匹配}}str++;}return IsEmpty(&s); // 栈为空，匹配成功}```3. 编写主函数。
实验03：堆栈应用括号匹配实验报告
}
while(!StackEmpty(IntegerStack))
{
Pop(IntegerStack,e);
if(radix <= 10)
cout<<e;
else
Tran(e);
}
cout<<".";
InitQueue(DecimalQueue);
i = 3;
while(i)
Q.front = Q.rear = 0;
return true;
}
bool EnQueue(SqQueue &Q,int e)
{
Q.base[Q.rear] = e;
Q.rear++;
return true;
}
bool DeQueue(SqQueue &Q,int &e)
{
if(Q.front == Q.rear)
2、算法
顺序扫描算术表达式
若算术表达式扫描完成，此时如果栈空，则正确返回(0)；如果栈未空，说明左括号多于右括号，返回(-3)
从算术表达式中取出一个字符，如果是左括号(‘(‘或‘[‘或 ‘{‘)，则让该括号进栈(PUSH)
如果是右括号(‘)‘或‘]‘或 ‘}‘)：
2、如果栈为空，则说明右括号多于左括号，返回(-2)
}
bool Pop(SqStack &S,int &e)
{
if(S.top == S.base)
return false;
e = *--S.top;
return true;
}
bool StackEmpty(SqStack &S)
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-栈的实现之括号匹配检测
数据结构-栈的实现之括号匹配检测假设表达式中只允许两种括号：()、{}；正确表达顺序为：()或{}或({})或{({}{})}的形势；如{(}或(})或({)}的表达形势均不对。
算法的设计思想： 出现左括弧则进栈； 出现右括弧则⾸先检测栈是否为空， 若栈空则表明此右括弧多余，表达式不匹配。
否则和栈顶数据⽐较，若匹配则栈顶出栈。
否则表明表达式不匹配； 最后若栈空且没有做鱼右括弧则匹配正确，否则表明不匹配。
实现代码如下（Stack.h头⽂件为之前写的数据结构-栈的顺序结构中写的数组那个⽅法，⽤到了⾥⾯栈的结构和连个基本栈操作）1void Matching(char e[])2 {3 Stack S;4 InitStack(S);5 unsigned int i = 0, state = 1;6char z;7while((int)(i <= strlen(e)) && state && e[i] != '\0') //结束条件超出数组长度或state为0或字符串结束8 {9switch(e[i])10 {11case'(':12case'{':13 Push(S,e[i]); //遇到({则进栈14 i++;15break;16case')':17 GetTop(S,z);18if(!StackEmpty(S) && z == '(') //遇到)则判断栈顶是不是(，是的话出栈，不是则不匹配19 {20 Pop(S,z);21 i++;22 }23else24 state = 0;25break;26case'}':27 GetTop(S,z);28if(!StackEmpty(S) && z == '{')//遇到}则判断栈顶是不是{，是则出栈，不是则不匹配29 {30 Pop(S,z);31 i++;32 }33else34 state = 0;35break;36 }37 }38if(StackEmpty(S) && state) //空栈且state不为0则全部匹配39 printf("括号全部匹配");40else41 printf("括号不匹配");42 }主函数测试代码如下：1void main()2 {3char e[20];4 printf("请输⼊括号:");5 scanf("%s",e);6 Matching(e);7 }测试只要输⼊表达式格式正确，则匹配结果是正确的。
数据结构实验6报告
数据结构实验报告第 6 次实验一、实验目的1．理解栈是操作受限（插入push, 删除pop）的线性表, 受限的是插入删除的位置。
2．在链式存储结构下实现：StackEmpty, Push,Pop, 几个基本操作。
3．通过调用基本操作实现括号匹配算法。
二、实验内容（问题）写一个算法, 识别依次读入的一个字符序列是否为形如‘序列1&序列2’模式的字符序列。
其中序列1和序列2中都不含字符‘&’, 且序列2是序列1的逆序列。
例如, ‘a+b&b+a’是属该模式的字符序列, 而’1+3&3-1’则不是。
测试数据: ’1+3&3-1’; ’a+b+c&c+b+a’; ’a+b+c&c+b’; ’b+c&c+b+a’;提示：利用栈 , 利用已实现的基本操作三、算法描述（给出自然语言描述的算法）1.向后依次扫描字符序列, 如果考察的字符不等于‘&’则入栈, 遇到‘&’则停止。
2.从‘&’后继续扫描, 考察字符的时候, 栈顶元素出栈, 若二者相等, 继续扫描；不等, 模式不成立。
3.扫描结束后, 栈空则模式成立四、详细设计（画流程图）五、程序代码#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#define True 1#define False 0#define OK 1#define ERROR 0typedef int status;typedef char ElemType;typedef struct SNode{ElemType data;struct SNode *next;}SNode, *LinkStack;status InitStack(LinkStack &S);int StackEmpty(LinkStack S);status Push(LinkStack &S, ElemType e);status Pop(LinkStack &S, ElemType &e);status Is_Match(ElemType f[20]);main(){ElemType formula[20];int i;for(i=0;i<=3;i++){printf("\n请输入一个字符序列表达式: ");scanf("%s",formula);if(Is_Match(formula)==1) printf(" \n这个表达式符合‘序列1&序列2’模式！\n"); else printf("\n 这个表达式不符合‘序列1&序列2’模式！\n");}return(1);}status InitStack(LinkStack &S){S=NULL;return(OK);}int StackEmpty(LinkStack S){if(S==NULL) return(True);else return(False);}status Push(LinkStack &S, ElemType e){LinkStack p;p=(LinkStack)malloc(sizeof(SNode));if(!p) return(ERROR);p->data=e;p->next=S;S=p;return(OK);}status Pop(LinkStack &S, ElemType &e){LinkStack p;if(!S) return(ERROR);e=S->data;p=S;S=S->next;free(p);return(OK);}status Is_Match(ElemType f[20]){LinkStack St; ElemType *p,c;InitStack(St);p=f;for(;*p!='&';p++){ Push(St,*p);if(!Push(St, *p)) return(ERROR);}p++;for(;*p!='\0';p++){Pop(St,c);if(!Pop(St,c)) return(ERROR);else if(c!=*p) return(ERROR);}if(StackEmpty(St)) return(OK);else return(ERROR);}七、用户手册（教用户怎么用这个程序）用途: 判断字符串是否是“序列1&序列2’模式”用法：启动此程序, 屏幕会提示你输入数据, 输入数据并按下回车键即可。
括号配对问题实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的本研究旨在探讨括号配对问题（Balanced Parentheses Problem）的解决策略，分析不同背景知识、认知风格和问题解决经验对括号配对问题解决的影响，以期为相关教学和实践提供参考。
二、实验背景括号配对问题是一种典型的逻辑推理问题，主要考察个体对括号结构的理解和运用能力。
在计算机科学、数学、逻辑学等领域中，括号配对问题具有广泛的应用。
然而，由于括号配对问题的复杂性，许多人难以在短时间内解决此类问题。
因此，研究括号配对问题的解决策略具有重要的理论意义和实际应用价值。
三、实验方法1. 实验对象：选取60名大学生作为实验对象，随机分为三组，每组20人。
其中，A组为计算机科学专业学生，B组为数学专业学生，C组为非计算机及数学专业学生。
2. 实验材料：设计50道括号配对问题，分为易、中、难三个难度级别，每级各15道题。
3. 实验步骤：（1）对实验对象进行分组；（2）对实验对象进行括号配对问题解决能力测试，包括易、中、难三个难度级别的题目；（3）收集实验数据，分析不同背景知识、认知风格和问题解决经验对括号配对问题解决的影响。
四、实验结果与分析1. 不同背景知识对括号配对问题解决的影响A组学生在易、中、难三个难度级别的括号配对问题解决中均优于B组和C组。
这说明计算机科学专业学生在括号配对问题解决方面具有明显优势。
2. 认知风格对括号配对问题解决的影响在易、中、难三个难度级别的括号配对问题解决中，A组和B组学生的直觉型认知风格与逻辑型认知风格无明显差异。
然而，C组学生的直觉型认知风格在易、中、难三个难度级别的括号配对问题解决中均低于逻辑型认知风格。
3. 问题解决经验对括号配对问题解决的影响A组和B组学生在易、中、难三个难度级别的括号配对问题解决中均优于C组。
这说明问题解决经验在括号配对问题解决中具有重要作用。
五、结论与建议1. 结论（1）括号配对问题解决能力与个体背景知识、认知风格和问题解决经验密切相关；（2）计算机科学专业学生在括号配对问题解决方面具有明显优势；（3）问题解决经验在括号配对问题解决中具有重要作用。
数据结构实验报告
数据结构实验报告1000实验一顺序表的删除Description实现一个线性表，对一个n不超过1000的线性表进行删除操作。
Input第一行有一个整数n，表示线性表的大小，第二行有n个整数，分别是list1，list2...listn。
第三行有一个整数q，表示q次删除操作，接下来q 行，每行有一个整数k，表示删除线性表中第k个元素。
(输入有多组测试数据，以EOF结束）Output对于每次删除操作输出一行，如果k不合法(k大于n或者k为0)，输出-1, 否则输出删除的元素。
Sample Input5 3 2 1 5 4 3 5 5 2Sample Output4 -1 2#include <stdio.h>void sq_delete(int list[],int n,int j,int k[]){int i,t;for(i=0;i<j;i++){if(k[i]>n||k[i]<=0)printf("-1\n");else{printf("%d\n",list[k[i]-1]);for(t=k[i];t<n;t++)list[t-1]=list[t];n--;}}}int main(){int z,n,list[1024],j,k[1024];scanf("%d",&n);for(z=0;z<n;z++)scanf("%d",&list[z]);scanf("%d",&j);for(z=0;z<j;z++) scanf("%d",&k[z]);sq_delete(list,n,j,k);}运行结果：1001实验二链表及其多项式相加Description通过有序对输入多项式的各个项，利用单链表存储该一元多项式，并建立的2个存储一元多项式的单链表，然后完成2个一元多项式的相加，并输出相加后的多项式。
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。
简易计算器实验报告
简易计算器实验报告一、实验目的本次实验的目的是设计并实现一个简易计算器，能够进行基本的四则运算（加、减、乘、除），以及处理括号的优先级运算，提高对程序设计和逻辑思维的理解与应用能力。
二、实验原理1、四则运算的优先级规则在数学运算中，先计算括号内的表达式，然后按照先乘除后加减的顺序进行计算。
乘除法的优先级高于加减法，如果在同一级运算中，按照从左到右的顺序进行。
2、数据结构的选择使用栈（Stack）数据结构来存储操作数和运算符。
栈具有先进后出的特点，非常适合处理表达式中的括号和优先级。
3、算法思路首先，将输入的表达式进行解析，将数字和运算符分别存储到不同的栈中。
然后，根据运算符的优先级进行计算，将计算结果重新压入栈中，直到表达式计算完毕。
三、实验设备及环境1、编程工具：选择了 Python 语言作为主要的编程工具，使用PyCharm 集成开发环境进行代码编写和调试。
2、操作系统：Windows 10 操作系统。
四、实验步骤1、定义数据结构定义两个栈，一个用于存储操作数（operandStack），一个用于存储运算符（operatorStack）。
2、表达式解析遍历输入的表达式字符串，将数字转换为整数并压入操作数栈，将运算符压入运算符栈。
遇到左括号直接压入运算符栈，遇到右括号则进行括号内的运算。
3、运算处理当运算符栈不为空时，取出栈顶的运算符和两个操作数进行计算。
根据运算符的优先级进行相应的运算，将结果压入操作数栈。
4、最终结果当表达式解析完毕后，操作数栈中的唯一元素即为表达式的计算结果。
五、代码实现｀｀｀pythonclass SimpleCalculator:def ＿_init__(self)：selfoperandStack ＝selfoperatorStack ＝def calculate(self, expression)：for char in expression:if charisdigit(）：selfoperandStackappend(int(char)）elif char in ＇＋／（）＇：if char ＝＝＇（＇：selfoperatorStackappend(char)elif char ＝＝＇）＇：while selfoperatorStack-1!＝＇（＇：operator ＝ selfoperatorStackpop(）operand2 ＝ selfoperandStackpop(）operand1 ＝ selfoperandStackpop(）result ＝ selfperformOperation(operand1, operand2, operator)selfoperandStackappend(result)selfoperatorStackpop(）else:while selfoperatorStack and selfhasHigherPrecedence(selfoperatorStack-1, char)：operator ＝ selfoperatorStackpop(）operand2 ＝ selfoperandStackpop(）operand1 ＝ selfoperandStackpop(）result ＝ selfperformOperation(operand1, operand2, operator)selfoperandStackappend(result)selfoperatorStackappend(char)while selfoperatorStack:operator ＝ selfoperatorStackpop(）operand2 ＝ selfoperandStackpop(）operand1 ＝ selfoperandStackpop(）result ＝ selfperformOperation(operand1, operand2, operator)selfoperandStackappend(result)return selfoperandStackpop(）def hasHigherPrecedence(self, op1, op2)：if op1 in ＇／＇ and op2 in ＇＋＇：return Trueelif op1 in ＇＋＇ and op2 in ＇＋＇：return Falseelif op1 in ＇／＇ and op2 in ＇／＇：return Falsereturn Falsedef performOperation(self, operand1, operand2, operator)：if operator ＝＝＇＋＇：return operand1 ＋ operand2elif operator ＝＝＇＇：return operand1 operand2elif operator ＝＝＇＇：return operand1 operand2elif operator ＝＝＇／＇：if operand2 ＝＝ 0:raise ValueError(＂除数不能为 0"）return operand1 ／ operand2if ＿_name__ ＝＝＂＿_main__"：calculator ＝ SimpleCalculator(）expression ＝＂2 ＋ 3 （4 1) ／ 2"result ＝ calculatorcalculate(expression)print(＂计算结果:＂， result)｀｀｀六、实验结果与分析1、测试用例及结果输入表达式：＂2 ＋ 3 4"，计算结果：14输入表达式：＂（2 ＋ 3) 4"，计算结果：20输入表达式：＂5 2 3"，计算结果：－1输入表达式：＂10 ／ 2 ＋ 1"，计算结果：62、结果分析对于简单的四则运算表达式，计算器能够正确计算出结果。
括号匹配检测实验报告
括号匹配检测实验报告本实验旨在设计和实现一个括号匹配检测算法，检测给定字符串中的括号是否正确匹配。
实验原理：括号匹配检测是一种常见的算法问题。
其基本原理是利用栈（Stack）数据结构进行括号的匹配。
当遇到左括号时，将其入栈；当遇到右括号时，判断栈顶元素是否与其对应的左括号相匹配，若匹配则将栈顶元素出栈，继续检测下一个字符；若不匹配，则说明括号不正确匹配，返回匹配失败；最后，若栈为空，则说明所有括号都正确匹配，返回匹配成功。
实验步骤：1. 设计栈数据结构及括号匹配检测算法。
2. 实现算法代码。
3. 设计测试用例，包括正确匹配和不正确匹配的字符串。
4. 运行测试用例，检测算法的正确性和效率。
5. 分析实验结果并撰写实验报告。
实验代码：以下是一个用Python语言实现的括号匹配检测算法示例代码：pythonclass Stack:def __init__(self):self.stack = []def is_empty(self):return len(self.stack) == 0def push(self, element):self.stack.append(element)def pop(self):if not self.is_empty():return self.stack.pop()else:return Nonedef peek(self):if not self.is_empty():return self.stack[-1]else:return Nonedef bracket_match(string):stack = Stack() # 创建栈对象brackets = {'(': ')', '[': ']', '{': '}'}for char in string:if char in brackets: # 左括号入栈stack.push(char)elif char in brackets.values(): # 右括号与栈顶元素匹配if stack.is_empty():return Falseif brackets[stack.peek()] == char:stack.pop()else:return Falsereturn stack.is_empty()# 测试用例test_cases = ["()", "{[]}", "[{()}]", "(}", "{[}]"]for test_case in test_cases:if bracket_match(test_case):print(test_case, "匹配成功")else:print(test_case, "匹配失败")实验结果：运行测试用例，可以得到以下结果：- "()" 匹配成功- "{[]}" 匹配成功- "[{()}]" 匹配成功- "(}" 匹配失败- "{[}]" 匹配失败实验讨论：根据实验结果，我们可以看到算法能够正确地检测出括号的匹配情况。
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。
数据结构 符号配对
#include<stdio.h>#define Size 200int exit();typedef struct node{//栈的定义char ch[Size];int top;}SeqStack;void InitStack(SeqStack *S){ //构造一个空栈S->top = -1;}void Push(SeqStack *S,char x){//进栈操作S->top++;S->ch[S->top] = x;}char Pop(SeqStack *S) {//出栈操作char ch;ch = S->ch[S->top];S->top--;return(ch);}char GetTop(SeqStack *S){//取栈顶元素char x;if(S->top == -1)x = '#';elsex = S->ch[S->top];return x;}int Match(char ch){ //字符优先级基准switch (ch) {case '{':case '}':return 4;case '[':case ']':return 5;case '(':case ')':return 6;default:return 0;}}int Compare(char t,char ch) {//字符优先级比较int i,j,x;i=Match(t);j=Match(ch);if(i==j)x=1;elsex=0;return x;}void kuohaomatch(SeqStack S,char *str){//括号的比较int i;char ch;for(i = 0; str[i] != '\0'; i++) {switch(str[i]){case '(':case '[':case '{':Push(&S,str[i]);break;case ')':case ']':case '}':if(GetTop(&S)=='#'){printf("\n 右括号多余!\n");exit (0);}else{ch=GetTop(&S);if(Compare(ch,str[i]))Pop(&S);else{printf("\n 对应的左右括号不同类!\n");exit (0);}}}}if(GetTop(&S)=='#')printf("\n 括号匹配! \n");else{ printf("\n 左括号多余!\n");exit (0);}}void main(){SeqStack s;char ch[Size];InitStack(&s);printf("请输入：\n");scanf("%s",ch);kuohaomatch(s,ch);//括号匹配}。
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。
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未加理会，继续执行，当输入表达式并按回车时，出现如下错误提示：
仔细检查程序中string的定义，发现其为指向字符串的指针，
char *string;
但未分配存储空间，加上以下语句：
括号匹配问题的处理过程与栈的先进先出（后出现的左括号先匹配）特点相吻合，所以可以在算法中设置栈，每读入表达式中的左括号，入栈，每读到右括号，将栈顶元素出栈并和左括号匹配，若能配上则继续读表达式中的下一个元素。
程序正确执行结束的条件是：
表达式读完，栈空；
程序不正确结束的条件是：
（1）左、右括号不匹配；
{
if(string[i]=='(' || string[i]=='[')
Push(S,string[i]);//左括号入栈
else if(string[i]==')' || string[i]==']')
if(!Pop(S,e) || string[i]==')' && e!='(' || string[i]==']' && e!='[')
}
输入：[(2+3)*4]+5
结果：match!
输入：(2+3]*4
结果：no match!
输入：((2+3)+5
结果：no match!
输入：(2+3)]+5
结果：no match!
【实验小结】（实验过程中出现的问题、结果分析、出错原因分析等）
（实验过程中出现问题举例）
1．问题一：
在程序实现过程中，编译时出现如下警告错误：
Status StackEmpty(SqStack S);
Status Push(SqStack &S,SElemType e);
Status Pop(SqStack &S,SElemType &e);
3．括号匹配算法的实现程序：
Status match()
{
SqStack S;//定义栈S
SElemType e;
InitStack(S);
char *string;
string=(char *)malloc(100*sizeof(char));
printf("input string:");
gets(string);//输入表达式放于string中
int l=strlen(string);
int i=0;
while(i<l)
return ERROR;//左右括号不匹配或右括号多余
i++;
}
if(i>=l && !StackEmpty(S))
return ERROR;//左括号多余
return OK;
}
四、测试数据
测试主函数为：
void main()
{
if(match())
printf("match!");
else
printf("no match!");
（3）左、右括号不匹配，如左圆括号对着的是右方括号或反之。如[2+3）
二、设计
算法策略：
（1）每一个左括号，等待与之匹配的右括号出现；
（2）多个左括号排成一队，新出现的排在前面；
（3）若出现了右括号，看是否有相应的左括号且是排在第一位，是则匹配上，消掉该左括号和右括号，继续（1）；
（4）如果左括号没有找到与之匹配的右括号，或右括号没有找到与之匹配的左括号，则出错。
基本操作：
InitStack(&S)构造一个空栈
DestroyStack(&S)销毁栈
Push(&S,e)元素e入栈
Pop(&S,e)栈顶元素出栈，用e返回其值
StackEmpty(S)判断栈是否为空
2．栈表示：
本实验中栈用顺序存储结构实现，下面是栈的数据类型表示和在此数据类型上操作的函数原型表示：
计算机系
上机实验报告
实验项目名称表达式中的括号匹配问题
所属课程名称数据结构
实验类型综合性实验
班级
学号
姓名
成绩
计算机实验室
实验概述
【实验目的】
1．练习ADT数据类型的描述并写出栈的逻辑结构表示
2．掌握栈的特点并实现栈的存储表示
3．用栈解决表达式中括号匹配的问题
【实验环境】（使用的软件）
Visual C++ 6.0控制台编程环境
实验内容
【实验方案设计与实验过程】（分析、设计、实验步骤、测试数据、实验结果）
一、分析
假设表达式中允许含有两种括号：圆括号和方括号。括号对之间允许嵌套，本实验编写一个程序判断从键盘输入的任意表达式中括号是否配对。括号不匹配包括以下几种情况：
（1）左括号多余；如[（2+3）*4+5
（2）右括号多余；如（2+3）*4]+5
string=(char *)malloc(100*sizeof(char));
再编译执行，程序运行正常。
成绩：
批阅日期：
（2）表达式中还有未读完的右括号，栈已空，说明右括号多于左括号；
（3）表达式已读完，栈不为空，说明左括号多于右括号。
三、实验步骤
1．先定义本实验中用到的栈的ADT表示为：
ADT Stack{
数据对象：D={ai|ai为字符,i=1,2,…n,n>=0 }
数据关系：R={<ai-1,ai> |ai-1,ai∈D,i=2,…,n}
typedef int Stቤተ መጻሕፍቲ ባይዱtus;
typedef char SElemType;
typedef struct SqStack{
SElemType *base;
SElemType *top;
int stacksize;
}SqStack;
Status InitStack(SqStack &S);
void DestroyStack(SqStack &S);