数据结构括号匹配实验讲义.docx

数据结构括号匹配实验讲义.docx

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数据结构括号匹配实验讲义

括号的匹配

1.需求和规格说明

（1）实现括号的是否匹配的判定。

（2）实现匹配错误的提示。

（3）实现栈内容的动态显示。

2．设计

2.1．设计思想

（1）对于括号匹配的判定，首先输入字符串到缓冲区。

逐个字符读取字串，遇到的是左括号则入栈，若是右括号，则出栈。

出栈的左括号如果和右括号匹配，则一对括号匹配成功；否则，这对括号匹配失败，并给出错误提示。

（2）分析括号匹配错误出现的情况，主要有三种：

左括号数大于右括号数，左括号与右括号不匹配，右括号数大于左括号数。

根据栈的存储情况就能判定出这三种情况，并且实时的将信息放映到可视化控件上。

（3）对于匹配过程和栈内容的动态显示，可以用listbox控件实时的显示和更新。

窗口上有两个listbox控件，第一个动态显示push和pop动作以及提示错误信息；第二个listbox则动态模拟栈内的存储情况。

2.2．设计表示

（1）存储结构

Node节点

template

classNode

{

public:

elementele;

Node*pre;//前驱指针

Node*next;//后继指针

Node（）

{

pre=NULL;

next=NULL;

}

Node（elemente）

{

ele=e;

pre=NULL;

next=NULL;

}

Node*MakeNode（elemente）//传入参数返回一个节点指针，实现参数的封装。

{

Node*temp=newNode（e）;

returntemp;

}

};

MyListStack链栈

template

classMyListStack

{

public:

Node*base;

Node*top;

intindex;

MyListStack（）//初始化链表

{

base=newNode（）;

top=base;

index=0;

}

voidpush（elementn）//push

{

Node*temp=newNode（n）;

top->next=temp;

temp->pre=top;

top=temp;

index++;

}

voidpop（element&out）//pop

{

out=top->ele;

top=top->pre;

deletetop->next;

top->next=NULL;

index--;

}

BOOLisEmpty（）;//返回栈是否为空

{

if（index）

returnFALSE;

else

returnTRUE;

}

virtual~MyListStack（）//析构链栈，释放空间。

{

Node*p=base;

Node*q=p->next;

while（p->next!

=NULL）

{

deletep;

p=q;

q=p->next;

}

deletep;

}

};

（2）涉及的操作

voidCKuohaopipeiDlg:

:

OnButtonClear（）//清空窗口控件。

voidCKuohaopipeiDlg:

:

OnButtonSlowShow（//慢速显示运行过程。

voidCKuohaopipeiDlg:

:

OnOK（）//进行括号匹配过程。

voidCKuohaopipeiDlg:

:

OnSelchangeListInfo（）//此函数响应列表框中光标改变的消息，定位错误的位置。

2.3．实现注释

（此部分见源代码中注释）

2.4．详细设计表示

（1）流程示意图

图表1匹配流程示意图

（2）功能示意图

图表2功能示意图

3．用户手册

（1）在编辑框中输入表达式串。

（2）点击开始匹配测试则进行快速匹配。

（3）点击慢速运行。

（4）点击错误信息，定位错误字符。

4．调试报告

输入：

{{{[1+1]+（A+d）}}}结果：

正确

输入：

{{{{}}}}））结果：

错误

输入：

}（））{}}结果：

错误

输入：

（[][]））结果：

错误

5.源代码及运行结果截图

（1）源代码

voidCKuohaopipeiDlg:

:

OnOK（）

{

//TODO:

Addextravalidationhere

UpdateData（TRUE）;

//MyListStackls;

m_list_info.ResetContent（）;//清空list

m_list_stack.ResetContent（）;//清空list

BOOLisNum=0;

BOOLisError=0;

intinputlength=m_cstring_input.GetLength（）;

if（inputlength==0）

{

MessageBox（"输入值不能为空!

","提示"）;//如果字符串为空

}

else

{

for（intj=0;j

{

charstr_in=m_cstring_input.GetAt（j）;

if（str_in=='（'||str_in=='['||str_in=='{'）

{

isNum=1;

ls.push（str_in）;//若为左括号则入栈

CStringtemp;

temp.Format（"push%cintostack\r\n",str_in）;

m_list_info.AddString（temp）;

}

elseif（str_in=='）'||str_in==']'||str_in=='}'）//若为右括号则出栈匹配

{

isNum=1;

charstr_out;

if（!

ls.isEmpty（））

{

ls.pop（str_out）;

BOOLflag=0;

if（str_in=='）'&&str_out=='（'）

{

flag=1;

}

if（str_in==']'&&str_out=='['）

{

flag=1;

}

if（str_in=='}'&&str_out=='{'）

{

flag=1;

}

if（!

flag//如果匹配不成功,则isError变量为1，并更新提示信息。

{

isError=1;

CStringtemp;

temp.Format（"push%cbutcannotmatch%c<--error!

",str_out,str_in）;

m_list_info.AddString（temp）;

}

else//如果匹配成功,更新提示信息。

{

CStringtemp;

temp.Format（"pop%coutofstack\r\n",str_out）;

m_list_info.AddString（temp）;

}

}

else//如果当前栈为空，且输入为右括号时，isError为1，并更新控件信息。

{

isError=1;

CStringtemp;

temp.Format（"cannotmatch%c<--error!

",str_in）;

m_list_info.AddString（temp）;

}

}

m_list_info.RedrawWindow（）;

UpdateData（FALSE）;

}

if（!

ls.isEmpty（））//如果栈最后不为空，且栈中还有左括号，则提示栈中左括号没有匹配完成。

{

chartemp;

ls.pop（temp）;

ls.push（temp）;

if（temp=='（'||temp=='{'||temp=='['）

{

CStringtemp;

temp="stackisnotempty<--error!

";

m_list_info.AddString（temp）;

}

}

if（ls.isEmpty（）&&isNum==1&&!

isError）

{

m_list_info.AddString（"matchsuccess!

"）;

MessageBox（"匹配成功!

","提示"）;

}

elseif（（!

ls.isEmpty（）&&isNum==1）||isError）

{

m_list_info.AddString（"matchfailed!

"）;

MessageBox（"匹配失败!

","提示"）;

}

elseif（isNum==0）

{

MessageBox（"表达式中未出现括号!

","提示"）;

}

}

chartemp;

while（ls.index!

=0）

{

ls.pop（temp）;

}

（（CEdit*）GetDlgItem（IDC_EDIT_INPUT））->SetFocus（）;

（（CEdit*）GetDlgItem（IDC_EDIT_INPUT））->SetSel（0,-1）;

}

voidCKuohaopipeiDlg:

:

OnButtonSlowShow（）//慢速显示运行过程

{

//TODO:

Addyourcontrolnotificationhandlercodehere

//TODO:

Addextravalidationhere

m_list_info.SetRedraw（）;

m_list_stack.SetRedraw（）;

UpdateData（TRUE）;

m_list_info.ResetContent（）;

m_list_stack.ResetContent（）;

BOOLisNum=0;//判断是否出现括号

BOOLisError=0;//判断是否出现错误

intinputlength=m_cstring_input.GetLength（）;//获取输入字串长度

if（inputlength==0）

{

MessageBox（"输入值不能为空!

","提示"）;

}

else

{

for（intj=0;j

{

charstr_in=m_cstring_input.GetAt（j）;

if（str_in=='（'||str_in=='['||str_in=='{'）//如果为左括弧，则入栈。

{

isNum=1;

ls.push（str_in）;

CStringtemp;

temp.Format（"push%cintostack\r\n",str_in）;

m_list_info.AddString（temp）;

m_list_info.SetCurSel（m_list_info.GetCount（）-1）;

temp.Format（"%c",str_in）;

m_list_stack.AddString（temp）;

}

elseif（str_in=='）'||str_in==']'||str_in=='}'）//如果为右括弧

{

isNum=1;

charstr_out;

if（!

ls.isEmpty（））

{

ls.pop（str_out）;//pop括号，判断是否匹配

BOOLflag=0;

if（str_in=='）'&&str_out=='（'）

{

flag=1;

}

if（str_in==']'&&str_out=='['）

{

flag=1;

}

if（str_in=='}'&&str_out=='{'）

{

flag=1;

}

if（!

flag）

{

isError=1;//如果不匹配，则此变量为真，便于函数末尾判断。

CStringtemp;

temp.Format（"push%cbutcannotmatch%c<--error!

",str_out,str_in）;//将信息传入控件

m_list_info.AddString（temp）;

m_list_stack.DeleteString（m_list_stack.GetCount（）-1）;

m_list_info.SetCurSel（m_list_info.GetCount（）-1）;

}

else//如果匹配成功，将信息显示到控件。

{

CStringtemp;

temp.Format（"pop%coutofstack\r\n",str_out）;

m_list_info.AddString（temp）;

m_list_stack.DeleteString（m_list_stack.GetCount（）-1）;

m_list_info.SetCurSel（m_list_info.GetCount（）-1）;

}

}

else

{

//如果栈中无括号了，且输入括号为右括号。

isError=1;

CStringtemp;

temp.Format（"cannotmatch%c<--error!

",str_in）;

m_list_info.AddString（temp）;

m_list_info.SetCurSel（m_list_info.GetCount（）-1）;

}

}

m_list_info.RedrawWindow（）;//重画控件

m_list_stack.RedrawWindow（）;

Sleep（600）;

UpdateData（FALSE）;

}

if（!

ls.isEmpty（））//如果栈中还有左括号，说明右括号的数量小于左括号的数量。

{

chartemp;

ls.pop（temp）;

ls.push（temp）;

if（temp=='（'||temp=='{'||temp=='['）

{

CStringtemp;

temp="stackisnotempty<--error!

";//提示栈中还有未匹配的左括号。

m_list_info.AddString（temp）;

m_list_info.SetCurSel（m_list_info.GetCount（）-1）;

}

}

if（ls.isEmpty（）&&isNum==1&&!

isError）

{

m_list_info.AddString（"matchsuccess!

"）;

MessageBox（"匹配成功!

","提示"）;

}

elseif（（!

ls.isEmpty（）&&isNum==1）||isError）

{

m_list_info.AddString（"matchfailed!

"）;

MessageBox（"匹配失败!

","提示"）;

}

elseif（isNum==0）

{

MessageBox（"表达式中未出现括号!

","提示"）;

}

}

chartemp;

while（ls.index!

=0）//清空栈中的内容

{

ls.pop（temp）;

}

（（CEdit*）GetDlgItem（IDC_EDIT_INPUT））->SetFocus（）;

（（CEdit*）GetDlgItem（IDC_EDIT_INPUT））->SetSel（0,-1）;

}

voidCKuohaopipeiDlg:

:

OnButtonClear（）

{

//TODO:

Addyourcontrolnotificationhandlercodehere

（（CEdit*）GetDlgItem（IDC_EDIT_INPUT））->SetWindowText（""）;//此函数中清空所有编辑框和listbox中的记录

m_list_info.ResetContent（）;

m_list_stack.ResetContent（）;

m_list_info.RedrawWindow（）;//重画所有的控件

m_list_stack.RedrawWindow（）;

}

voidCKuohaopipeiDlg:

:

OnSelchangeListInfo（）//此函数响应列表框中光标改变的消息，定位错误的位置。

{

//TODO:

Addyourcontrolnotificationhandlercodehere

inti;

i=m_list_info.GetCurSel（）;

if（i!

=LB_ERR&&i

{

（（CEdit*）GetDlgItem（IDC_EDIT_INPUT））->SetFocus（）;//定位错误

（（CEdit*）GetDlgItem（IDC_EDIT_INPUT））->SetSel（i,i+1）;

}

else

{

（（CEdit*）GetDlgItem（IDC_EDIT_INPUT））->SetFocus（）;//定位错误

（（CEdit*）GetDlgItem（IDC_EDIT_INPUT））->SetSel（0,-1）;

}

}

（2）运行截图

图表3运行效果图1

图表4运行效果图2