数据结构课程设计括号匹配问题.docx

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数据结构课程设计括号匹配问题

课程设计

课程名称数据结构

题目名称括号匹配

2010年12月27日

课程设计（论文）任务书

题目名称

括号匹配

学生学部（系）

信息与计算机学部

专业班级

09计算机2班

姓名

XX

学号

110109020XX

一、课程设计（论文）的内容

括号匹配问题，假设一个算术表达式中包含圆括号、方括号和花括号三种类型的括号，编写一个函数，用来判别表达式中括号是否正确配对。

二、课程设计（论文）的要求与数据

要求当输入一表达式，可判断并输出括号是否匹配。

三、课程设计（论文）应完成的工作

（1）根据上述要求完成一个功能完善的程序；

（2）采用模块化的程序设计方法，程序书写符合规范，程序设计应完善；

（3）对系统进行初步的错误和漏洞检测；

（4）根据设计规范撰写报告并按时提交；

（5）设计内容用A4纸打印并按要求装订。

四、课程设计（论文）进程安排

序号

设计（论文）各阶段内容

地点

起止日期

1

搜集资料

图书馆

11.24-11.26

2

需求分析

图书馆

11.27-11.30

3

系统分析与设计

图书馆

12.1-12.4

4

功能模块的实现

综702机房

12.5-12.15

5

系统测试，运行

综702机房

12.16-12.19

6

完成课程设计（论文）

综702机房

12.20-12.27

五、应收集的资料及主要参考文献

【1】周海英.马巧梅.数据结构与算法设计（第二版）.国际工业出版社2005

【2】朱战立.数据结构---使用C语言（第四版）.电子工业出版社2009

【3】吴跃.数据结构和算法.机械工业出版社2010

发出任务书日期：

2010年11月23日指导教师签名：

计划完成日期：

2010年12月27日教学单位责任人签章：

1设计内容1

2算法思想描述1

3算法及程序实现2

4算法测试及结果4

5总结8

参考资料9

设计内容：

括号匹配问题，假设一个算术表达式中包含圆括号、方括号和花括号三种类型的括号，编写一个函数，用来判别表达式中括号是否正确配对。

算法要求：

要求当输入一表达式，可判断并输出括号是否匹配。

算法思想

在算术表达式中，右括号和左括号匹配的次序正好符合后到的括号要最先被匹配的“后进先出”堆栈操作特点，因此可以借助一个堆栈来进行判断。

括号匹配共有以下4种情况：

1左右括号配对次序不正确；

2右括号多于左括号；

3左括号多于右括号；

4左右括号配对正确；

具体方法如下：

顺序扫描算术表达式，当遇到3种类型括号的左括号时，让该括号进栈。

当扫描到某一种类型的右括号时，比较当前栈顶括号是否与之匹配，若匹配，则退栈继续进行判断；若当前栈顶括号与当前扫描的括号不相同，则左、右括号配对次序不正确；若字符串当前为某种类型右括号而堆栈已空，则右括号多于左括号；字符串循环扫描结束时，若堆栈非空，则说明左括号多于右括号；如果上述三种情况都没有出现，则说明左、右括号匹配正确。

１

算法以及程序实现

主函数设计如下：

VoidExpIsCorrect（charexp[],intn）//判断有n个字符的字符串exp左、右括号是否配对正确

{

SeqStackmyStack;//定义顺序堆栈变量myStack

inti;

charc;

StackInitiate（&myStack）;//初始化堆栈

for（i=0;i

{

if（（exp[i]=='（'）||（exp[i]=='[']||（exp[i]=='{'））

StackPush（&myStack,exp[i]）;//入栈

elseif（exp[i]=='）'&&StackNotEmpty（myStack）

&&StackTop（myStack,&c）&&c=='（'）

StackPop（&myStack,&c）;//出栈

elseif（exp[i]=='）'&&StackNotEmpty（myStack）

&&StackTop（myStack,&c）&&c!

='（'）

{

printf（"左右括号配对次序不正确！

\n"）;

return;

}//判断括号

elseif（exp[i]==']'&&StackNotEmpty（myStack）

&&StackTop（myStack,&c）&&c=='['）

StackPop（&myStack,&c）;

elseif（exp[i]==']'&&StackNotEmpty（myStack）

&&StackTop（myStack,&c）&&c!

='['）

｛

printf（"左右括号配对次序不正确！

\n"）;

return;

}//判断方括号

elseif（exp[i]=='}'&&StackNotEmpty（myStack）

&&StackTop（myStack,&c）&&c=='{'）

StackPop（&myStack,&c）;

elseif（exp[i]==']'&&StackNotEmpty（myStack）

&&StackTop（myStack,&c）&&c!

='{'）

{

printf（"左右括号配对次序不正确！

\n"）;

return;

}//判断花括号

elseif（（（exp[i]=='）'）||（exp[i]=='）'）||（exp[i]=='}'））

&&!

StackNotEmpty（myStack））

{

printf（"右括号多于左括号！

\n"）;

return;

}

}

if（StackNotEmpty（myStack））

printf（"左括号多于右括号！

\n"）；

else

printf（"左右括号匹配正确！

\n"）;

}

3

算法测试以及测试结果

函数头文件（SeqStack.h）：

typedefstruct

{

DataTypestack[MaxStackSize];

inttop;

}SeqStack;

voidStackInitiate（SeqStack*S）/*初始化顺序堆栈S*/

{

S->top=0;/*定义初始栈顶下标值*/

}

intStackNotEmpty（SeqStackS）

/*判顺序堆栈S非空否，非空则返回1，否则返回0*/

{

if（S.top<=0）return0;

elsereturn1;

}

intStackPush（SeqStack*S,DataTypex）

/*把数据元素值x压入顺序堆栈S，入栈成功则返回1，否则返回0*/

{

if（S->top>=MaxStackSize）

{

printf（"堆栈已满无法插入!

\n"）;

return0;

}

else

{

S->stack[S->top]=x;

S->top++;

return1;

}

}

intStackPop（SeqStack*S,DataType*d）

/*弹出顺序堆栈S的栈顶数据元素值到参数d，出栈成功则返回1，否则返回0*/

{

if（S->top<=0）

{

printf（"堆栈已空无数据元素出栈!

\n"）;

return0;

}

else

{

S->top--;

*d=S->stack[S->top];

return1;

}

}

intStackTop（SeqStackS,DataType*d）

/*取顺序堆栈S的当前栈顶数据元素值到参数d，成功则返回1，否则返回0*/

{

if（S.top<=0）

{

printf（"堆栈已空!

\n"）;

return0;

}

else

{

*d=S.stack[S.top-1];

return1;

}

}

测试函数如下：

#include

#include

#defineMaxStackSize100

typedefcharDataType;

#include"SeqStack.h"

VoidExpIsCorrect（charexp[],intn）//判断有n个字符的字符串exp左、右括号是否配对正确

{

SeqStackmyStack;//定义顺序堆栈变量myStack

inti;

charc;

StackInitiate（&myStack）;//初始化堆栈

for（i=0;i

{

if（（exp[i]=='（'）||（exp[i]=='[']||（exp[i]=='{'））

StackPush（&myStack,exp[i]）;//入栈

elseif（exp[i]=='）'&&StackNotEmpty（myStack）

&&StackTop（myStack,&c）&&c=='（'）

StackPop（&myStack,&c）;//出栈

elseif（exp[i]=='）'&&StackNotEmpty（myStack）

&&StackTop（myStack,&c）&&c!

='（'）

{

printf（"左右括号配对次序不正确！

\n"）;

return;

}//判断括号

elseif（exp[i]==']'&&StackNotEmpty（myStack）

&&StackTop（myStack,&c）&&c=='['）

StackPop（&myStack,&c）;

elseif（exp[i]==']'&&StackNotEmpty（myStack）

&&StackTop（myStack,&c）&&c!

='['）

{

printf（"左右括号配对次序不正确！

\n"）;

return;

}//判断方括号

elseif（exp[i]=='}'&&StackNotEmpty（myStack）

&&StackTop（myStack,&c）&&c=='{'）

StackPop（&myStack,&c）;

elseif（exp[i]==']'&&StackNotEmpty（myStack）

&&StackTop（myStack,&c）&&c!

='{'）

{

printf（"左右括号配对次序不正确！

\n"）;

return;

}//判断花括号

elseif（（（exp[i]=='）'）||（exp[i]=='）'）||（exp[i]=='}'））

&&!

StackNotEmpty（myStack））

{

printf（"右括号多于左括号！

\n"）;

return;

}

}

if（StackNotEmpty（myStack））

printf（"左括号多于右括号！

\n"）；

else

printf（"左右括号匹配正确！

\n"）;

}

voidmain（void）

{

chara[]="（（））abc{[]（）}";//测试例子1

charb[]="（（）））abc{[]}";//测试例子2

charc[]="（（）（）abc{[]}";//测试例子3

chard[]="（（））abc{[]}";//测试例子4

intn1=strlen（a）;

intn2=strlen（b）;

intn3=strlen（c）;

intn4=strlen（d）;

ExpIsCorrect（a,n1）;

ExpIsCorrect（b,n2）;

ExpIsCorrect（c,n3）;

ExpIsCorrect（d,n4）;

}

测试结果：

左括号配对次序不正确！

右括号多于左括号！

左括号多于右括号！

左右括号匹配正确！

7

总结

课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现、提出、分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对我们的实际工作能力的具体训练和考察过程.随着科学技术发展的日新月异，当今计算机应用在生活中可以说得是无处不在。

因此作为二十一世纪的大学来说掌握程序开发技术是十分重要的，而C语言又是最常见，功能最强大的一种高级语言，因此做好C语言课程设计是十分必要的。

通过这次课程设计使我们懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。

在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对一些前面学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，比如说指针和堆栈的使用。

通过这次课程设计之后，我又把前面所学过的知识又重新温故了一遍。

我做的课题是：

编一个程序判断括号是否匹配。

我发现编程是一件很枯燥很无聊的事情，但是我强破自己坚持下去，按照老师所说的模块化思想，分部分的进行编写。

而且编程是一件高精度、模范化的事情，稍有疏乎都会影响全局，也可能因为某一处的小的错误而导致整个程序的无法运行。

所以认真仔细就是非常重要的了。

开始的时候真的感觉编程是一件很无聊的事情，不过当一个程序运行成功的时候那种喜悦是无法言语的，那种成就感是无法比拟的。

很庆幸最终我完成了这个作业

通过这次课程设计，使我对C语言有了更进一步的认识和了解，要想学好它要重在实践，要通过不断的上机操作才能更好地学习它，我也发现我的好多不足之处，比如说经常漏写分号和把中文的标点符号写进去程序里面，但是我会在接下来的学习中改掉这些毛病也会更加注视实践操作，使自己能够把这门课程学好。

8

参考文献

【4】周海英.马巧梅.数据结构与算法设计（第二版）.国际工业出版社2005

【5】朱战立.数据结构---使用C语言（第四版）.电子工业出版社2009

【6】吴跃.数据结构和算法.机械工业出版社2010

9

心

得

体

会

课程设计是培养学生综合运用所学知识、发现、提出、分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程.随着科学技术发展的日新日异，当今计算机应用在生活中可以说是无处不在。

回顾起此次课程设计，至今我仍感慨颇多，从拿到题目到完成整个编程，从理论到实践，在这将近半个月的日子里，我学到了很多很多的东西，不仅巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。

通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。

在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，而且我还发现自己对堆栈以及指针了解的不够透彻。

不过做课程设计难免会遇到过各种各样的问题，但是很庆幸，我并没有放弃，我还是坚持完成了这次课程设计。

　总的来说，这次课程设计确实学到很多，不仅锻炼了我遇到问题解决问题的勇气和能力，还练就了遇到挫折不达目的不罢休的韧性，这在以后的工作与学习中将会非常重要。

2010年12月27日

教

师

评

语

年月日

成

绩

及

签

名

年月日

10