数据结构实验 表达式括号匹配配对判断问题分析.docx

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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

姓名：

班级：

实验时间：

学号：

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。

#definestacksize100//定义栈的空间大小

struct

stack{//定义栈的结构体

charstrstack[stacksize];//定义栈的存储格式为字符型

inttop;//定义栈的栈顶变量

};

voidInitStack（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

charPush（stack&s,chara）

{//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

return0;

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

returna;

}

（2）出栈的算法设计

charPop（stack&s）

{//出栈操作

if（s.top==-1）//当栈顶为-1时，栈空

return0;

chara=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--;

returna;

}

（3）判断栈是否为空的函数

intEmpty（stack&s,intre）

{//定义判断栈是否为空的函数

if（s.top==-1）

return1;//栈为空时返回值为1

else

return0;//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。

intCheck（char*str）

{//检验括号是否匹配的函数

stacks;

InitStack（s）;

intstrn=strlen（str）;//定义字符串长度为strn

for（inti=0;i

{

chara=str[i];

intre=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）!

='（'）

return0;

break;

case'}':

if（Pop（s）!

='{'）

return0;

break;

case']':

if（Pop（s）!

='['）

return0;

break;

}

}

intre=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）

return1;//栈为空

else

return0;//栈不为空，有左括号，存在'（'或'['或'{'未匹配

}

4.运行与测试

1+（2+3）

输入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。

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

#includestdafx.h

#include

#include

#include

usingnamespacestd;

#definestacksize100//定义栈的空间大小

struct

stack{//定义栈的结构体

charstrstack[stacksize];//定义栈的存储格式为字符型

inttop;//定义栈的栈顶变量

};

voidInitStack（stack&s）

{//定义一个新栈s，初始化栈顶为-1

s.top=-1;

}

charPush（stack&s,chara）

sa入栈{//入栈操作，将字符-1，栈满if（s.top==stacksize-1）//当栈顶为栈的空间大小return0;

+1

入栈操作一次，栈顶s.top++;//a此时，栈顶元素为字符s.strstack[s.top]=a;//

returna;

}

charPop（stack&s）

{//出栈操作if（s.top==-1）//-1时，栈空当栈顶为return0;

，完成a将栈顶元素赋予字符chara=s.strstack[s.top];//，并返回字符a出栈操作s.top--;

returna;

}

intEmpty（stack&s,intre）

{//定义判断栈是否为空的函数if（s.top==-1）

1栈为空时返回值为return1;//

else

return0;//栈不为空时返回值为0

}

intCheck（char*str）

{//检验括号是否匹配的函数

stacks;

InitStack（s）;

intstrn=strlen（str）;//定义字符串长度为strn

for（inti=0;i

{

chara=str[i];

intre=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）!

='（'）

return0;

break;

case'}':

if（Pop（s）!

='{'）

return0;

break;

case']':

if（Pop（s）!

='['）

return0;

break;

/*case'）':

if（Empty（s,re）||Pop（s）!

='（'）return0;

Pop（s）;break;

case']':

if（Empty（s,re）||Pop（s）!

='['）return0;

Pop（s）;break;

case'}':

if（Empty（s,re）||Pop（s）!

='{'）return0;

Pop（s）;break;*/

}

}

定义并初始化判空函数的返回值intre=0;//返回判空函数的返回值re=Empty（s,re）;//

if（re==1）

return1;//栈为空

else

未匹配'{'或'['或'（'栈不为空，有左括号，即存在return0;//

}

主函数voidmain（）//{

charstr[100];//定义一个单字符型数组以储存键盘输入的字符串。

<

100的字符串：

请输入一个长度小于潣瑵?

cin>>str;//从键盘输入字符存储到字符数组中，有输入则继续。

intre=Check（str）;

if（re==1）

<

潣瑵?

else

if（re==0）

<

！

不匹配！

潣瑵?

}