栈在括号匹配中的应用

简介: 栈在括号匹配中的应用

括号匹配问题:

在书写代码的过程中,括号必须是成对出现,必须是相匹配的,不仅体现在其数量上的相匹配,还要注意类型上也必须是相匹配的。

举例:

缺少一边括号:

类型不匹配:

正确匹配:

括号匹配利用栈的特性:

算法演示:

匹配成功:

右括号匹配失败:

左括号全部入栈:

扫描到右括号,左括号开始出栈:

右括号匹配失败:

左括号入栈:

左括号出栈:

因此代码书写完之后,还需要检查栈是否非空,如果是,则证明还有匹配失败的左括号。

算法实现:

完整代码如下所示:

#include<stdio.h>
#define MaxSize 10
typedef struct 
{    // 定义顺序栈
    int data[MaxSize];  // 静态数组存放栈中元素
    int top;    // 栈顶指针:指向目前栈顶元素的位置
} SeqStack;
void InitStack(SeqStack& S)//栈的初始化
{
    S.top = -1;
}
bool StackEmpty(SeqStack S) //判断栈是否是空栈
{
    if (S.top == -1) 
    {
        return true;
    }
    else 
    {
        return false;
    }
}
bool Push(SeqStack& S, char x) //元素进栈
{
    if (S.top == MaxSize - 1)
    {
        return false;
    }
    S.top = S.top + 1;
    S.data[S.top] = x;
    return true;
}
bool Pop(SeqStack& S, char& x) //出栈操作
{
    if (S.top == -1)
    {
        return false;
    }
    x = S.data[S.top];
    S.top = S.top - 1;
    return true;
}
bool bracketCheck(char str[], int length)//算法实现---括号匹配
{
    SeqStack S;
    InitStack(S);
    for (int i = 0; i < length; i++) //扫描栈中的所有括号
    {
        // 如果字符是左括号,则压入栈中
        if (str[i] == '(' || str[i] == '[' || str[i] == '{') 
        {
            Push(S, str[i]);
        }
        else
        {
            if (StackEmpty(S)) // 如果不是左括号,且栈为空则表示匹配失败
            {
                return false;
            }
            // 创建临时变量,用于存储栈中所弹出的字符--左括号
            char topElem;
            // 弹出栈顶元素
            Pop(S, topElem);
            // 如果括号类型不匹配,则视为匹配失败
            if (str[i] == ')' && topElem != '(') 
            {
                return false;
            }
            if (str[i] == ']' && topElem != '[')
            {
                return false;
            }
            if (str[i] == '}' && topElem != '{') 
            {
                return false;
            }
        }
    }
    return StackEmpty(S);
}
int main()
{
    char a[] = "[([][])]";
    if (bracketCheck(a, 8))
    {
        printf("匹配成功!");
    }
     else
        printf("匹配失败!");
}

输出:

匹配成功!

将char修改为如下所示:

char a[] = "[([]){)]";

输出:

匹配失败!
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