数据结构（18）栈典型问题之C++实现括号匹配

导言

假设表达式中允许包含两种括号:圆括号和方括号，其嵌套的顺序随意，即【{}】或【([][])】等为正确的格式【[(])】或【[())】等均为不正确的格式。

括号匹配

思路:

左括号入栈，在未遇到右括号前，一直入栈，一旦遇到匹配的右括号，就一直弹出栈顶元素，直到栈空，若栈空，左括号与右括号已匹配完全，则完全匹配，反之则反。

实现

/* 函数结果状态代码 */#define     TRUE                1#define     FALSE               0#define     OK                  1#define     ERROR               0#define   OVERFLOW             -2typedef char SElemType; // 定义栈元素类型为整型typedef int Status; /* Status是函数的类型,其值是函数结果状态代码，如OK等 *///相关头文件包含#include <iostream>using namespace std;/*栈的顺序存储表示 */#define STACK_INIT_SIZE 10 /* 存储空间初始分配量 */#define STACKINCREMENT 2 /* 存储空间分配增量 */typedef struct SqStack{    SElemType *base; /* 在栈构造之前和销毁之后，base的值为NULL */    SElemType *top; /* 栈顶指针 */    int stacksize; /* 当前已分配的存储空间，以元素为单位 */}SqStack; /* 顺序栈 *//* --------    顺序栈基本函数实现    -------------------*/Status InitStack(SqStack *S){ /* 构造一个空栈S */    (*S).base = (SElemType *)malloc(STACK_INIT_SIZE*sizeof(SElemType));    if (!(*S).base)        exit(OVERFLOW); /* 存储分配失败 */    (*S).top = (*S).base;    (*S).stacksize = STACK_INIT_SIZE;    return OK;}Status DestroyStack(SqStack *S){ /* 销毁栈S，S不再存在 */    free((*S).base);    (*S).base = NULL;    (*S).top = NULL;    (*S).stacksize = 0;    return OK;}Status ClearStack(SqStack *S){ /* 把S置为空栈 */    (*S).top = (*S).base;    return OK;}Status StackEmpty(SqStack S){ /* 若栈S为空栈，则返回TRUE，否则返回FALSE */    if (S.top == S.base)        return TRUE;    else        return FALSE;}int StackLength(SqStack S){ /* 返回S的元素个数，即栈的长度 */    return S.top - S.base;}Status GetTop(SqStack S, SElemType &e){    if (S.top == S.base)return ERROR;    e = *(S.top - 1);    return OK;}//GetTopStatus Push(SqStack &S, SElemType e){    //插入元素e为新的栈顶元素    if (S.top - S.base >= S.stacksize)    {//栈满，追加存储空间        S.base = (SElemType *)realloc(S.base, (S.stacksize, STACKINCREMENT)*sizeof(SElemType));        if (!S.base)exit(OVERFLOW);        S.top = S.base + S.stacksize;        S.stacksize += STACKINCREMENT;    }    *S.top++ = e;    return OK;}//pushStatus Pop(SqStack &S, SElemType &e){//若栈不空，则删除S的栈顶元素，用e返回其值，并返回OK；否则返回ERROR    if (S.top == S.base)return ERROR;    e = *--S.top;    return OK;}//popStatus StackTraverse(SqStack S, Status(*visit)(SElemType)){ /* 从栈底到栈顶依次对栈中每个元素调用函数visit()。 */    /* 一旦visit()失败，则操作失败 */    while (S.top>S.base)        visit(*S.base++);    cout << "\n";    return OK;}void visit(SElemType e){    cout << e;}void check(){// 对于输入的任意一个字符串，检验括号是否配对    SqStack sq;    SElemType ch[100], *p, e;    InitStack(&sq); // 初始化栈成功    cout << "请输入带括号（()、[]和{}）的表达式:\n";    cin.getline(ch, 101, '\n');    p = ch;//p指向第一个    while (*p != '\0')//没到表尾    {        switch (*p)        {        case '(':        case '[':        case '{':            Push(sq, *p++); // 左括号入栈，且p++,p指向下一个元素            break;        case ')':        case ']':        case '}':            if (!StackEmpty(sq))//如果栈不为空            {                Pop(sq, e); // 弹出栈顶元素                if (!(e == '('&&*p == ')' || e == '['&&*p == ']' || e == '{ '&&*p == ' }'))                { // 出现3种匹配情况之外的情况                    cout << "左右括号不匹配" << endl;                    system("pause");                    exit(ERROR);                }            }else // 栈空            {                    cout << "缺乏匹配的左括号" << endl;                    system("pause");                    exit(ERROR);            }        default:            p++;//只把括号字符压栈，其他字符不压栈            break;        }    }    if (StackEmpty(sq)) // 字符串结束时栈空        cout << "括号完全匹配" << endl;    else        cout << "缺乏右括号" << endl;}int main(){    //本程序说明，是在VS2013中运行的，若是其他地方无法运行，建议修改代码    //程序声明    cout << "***************************************************************************" << endl;    cout << "                   《数据结构》<C语言版本>严蔚敏 吴伟名 编著              " << endl;    cout << "                                编写年月2016年3月                         " << endl;    cout << "                                 编写者:YuYunTan                          " << endl;    cout << "                                      括号匹配                             " << endl;    cout << "***************************************************************************" << endl;    check();    system("pause");    return 0;}

运行结果