数据结构中关于括号匹配问题的算法.pdf

本文主要讨论了数据结构中的一个经典问题——括号匹配问题，以及如何通过栈这一数据结构来解决这个问题。括号匹配是计算机科学中常见的字符串处理问题，尤其在编译原理和解析器设计中有着广泛应用。 在给定的实验任务中，要求处理两种类型的括号：圆括号 '(' 和 ')'，以及方括号 '[' 和 ']'。正确的括号序列应满足嵌套规则，例如 "( ( ) [ ] )" 和 "[ ( [ ] [ ] ) ]" 是合法的，而 "[ ( ] )" 和 "( ( ( ] " 则是不合法的。程序的目标是读取这样的括号序列，并判断其是否匹配。 为了解决括号匹配问题，程序采用栈作为主要的数据结构。栈是一种具有“后进先出”（LIFO）特性的数据结构，非常适合用于处理这种需要匹配对应开闭括号的问题。当遇到左括号时，将其压入栈中；当遇到右括号时，检查栈顶元素是否为对应的左括号，若是则弹出栈顶元素，否则表示括号不匹配。 具体到提供的 C++ 代码，定义了一个名为 `sqstack` 的结构体，用于表示栈。它包含三个成员：`base` 存储栈底地址，`top` 指向栈顶元素，`stacksize` 保存当前栈的大小。此外，还定义了一些基本的栈操作函数，如初始化栈 `initstack`，检查栈是否为空 `emptystack`，压栈 `push` 和弹栈 `pop`。 在 `kuohao` 函数中，首先初始化一个空栈，然后遍历输入的括号序列。对于每个字符，如果它是左括号，就将其压入栈；如果是右括号，就检查栈顶元素，如果栈为空或者栈顶元素与当前右括号不匹配，就返回 0 表示括号不匹配。遍历结束后，如果栈为空则说明所有括号都已匹配，返回 1；否则返回 0。 在 `main` 函数中，给出了一个示例括号序列并调用 `kuohao` 函数进行判断，结果显示该序列的括号不匹配，输出为 0。 括号匹配问题的解决方案展示了栈数据结构在解决实际问题中的高效性和实用性。通过合理地使用栈的特性，可以轻松地检查括号序列的合法性，这是数据结构与算法在编程实践中的一种典型应用。