栈的应用之括号匹配检验

        栈结构具有后进先出的固有特性,在程序设计中很有帮助。这里举一个例子,将栈应用与括号匹配的检验。

        假设表达式中允许三种括号:小括号、中括号和大括号,嵌套的顺序任意。( [ ] ) { } 、[ { } ]等均为正确格式。检验括号是否匹配可用“期待的急迫程度”来描述。接收一个正括号后,计算机期待着一个与之匹配的反括号。如果此时接收到一个反括号,若与期待的匹配,则这种“期待”得到消解;否则括号匹配失败。如果又接收到一个左括号,则之前的括号暂时不寻求匹配,让位于新的左括号,等到新的左括号得到匹配之后,在让之前的括号寻求匹配,以此类推。这个处理过程正好符合栈后进先出的特点。因此,我们可以设置一个栈,每读入一个左括号,则将该括号压入栈内;如果读到右括号,则与栈顶的左括号进行匹配检验,若成功,则栈弹出一个元素,否则整个式子匹配失败,结束。如果可以遍历完最后一个元素,则栈应该是空的,说明整个式子括号匹配是成功的;否则说明还有左括号没有被匹配,匹配失败。

        知道了处理方法之后,我们就可以编写程序实现了。这里采用C++编写。使用标准库中的stack类,需要包含头文件<stack>。其用法如下:

       

stack<elemType> S;//建立一个元素类型为elemType的栈S
S.push(elem1);//将元素elem1压入栈
elem2=S.pop();//弹出并返回栈顶元素
elem3=S.top();//返回栈顶元素的引用(而不弹出)
S.empty(); //判断栈是否为空,返回布尔类型值
S.clear();//清空栈

        应用实例如下:

#include <iostream>
//#include <cmath>
#include <stack>
using namespace std;

bool judge(const char *);
char getType(const char);
bool match(const char,const char);

int main()
{
    cout<<"Input sequences:"<<endl;
    char seq[20];
    cin>>seq;           //读取一个序列
    cout<< (judge(seq)? "Succeeded":"Failed")<<endl;    //判断并输出结果
    return 0;
}

//判断字符类型 左括号,右括号 或 其他
char getType(const char c)
{
    char bracketSet[]="([{}])";
    int i;
    for(i = 0; i < 6; i++)
    {
        if(bracketSet[i]==c) break;
    }
    if(i<3) return 'l';
    else if(i < 6) return 'r';
    else return 'n';
}

//判断是否为一对匹配的括号
bool match(const char cL, const char cR)
{
    if(cL=='(')
        return cR==')' ? true:false;
    else
        return cR==cL+2 ? true:false;
}

//判断序列是否括号匹配
bool judge(const char * str)
{
    stack<char> S;      //新建一个栈
    int i;
    char bracketType;
    for(i = 0; str[i]!='\0'; i++)
    {
        bracketType = getType(str[i]);      //判断是否为括号

        if( bracketType == 'l' )
        {
            S.push(str[i]);     //遇到左括号,入栈
        }
        else if( bracketType == 'r' )
        {
            //遇到左括号,与栈顶比较,若匹配,栈释放顶层元素
            if( match( S.top(), str[i] ) ) S.pop();
            //否则匹配失败,结束函数
            else return false;
        }
    }
    //判断栈内是否还有左括号,若无,则匹配成功
    if(S.empty()) return true;
    else return false;
}

        测试样例1:

        输入:(2+3*{1+2})

        输出:Succeeded

        测试样例2:

        输入:{{}()   
        输出:Failed

    原文作者:括号匹配问题
    原文地址: https://blog.csdn.net/u014715006/article/details/44873739
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