題目:
7-1 括號匹配 (30 分)
給定一串字符,不超過100個字符,可能包括括號、數字、字母、標點符號、空格,編程檢查這一串字符中的( ) ,[ ],{ }是否匹配。
輸入格式:
輸入在一行中給出一行字符串,不超過100個字符,可能包括括號、數字、字母、標點符號、空格。
輸出格式:
如果括號配對,輸出yes,否則輸出no。
輸入樣例1:
sin(10+20)
輸出樣例1:
yes
輸入樣例2:
{[}]
輸出樣例2:
no
分析:
通過詳讀題目以及例題我們可以知道:程序會讀入隨機輸入的一串字符串,而當只有 '('和')' 、'['和']' 、 '{'和'}'相匹配的時候輸出“yes”,其他情況都會輸出“no”。
這時候我們可以采用順序棧的結構來解決這一個問題:
將所有的左括號(即" ( 、[ 、{ ")存入棧中,遇到右括號(即" )、]、}")時出棧,再判斷兩者是否匹配。
代碼:
#include<iostream> #include<string.h> using namespace std; //定義棧 #define max_size 200//棧的最大容量 typedef char datatype; typedef struct{ datatype zhan[max_size]; int top;//棧頂 }stack; //棧的初始化 void initial(stack &st) { st.top = 0; } //類型為datatype的x入棧 void push(stack &st, datatype x) { //當棧頂和max_size相等時,棧滿 if(st.top == max_size){ // cout<<"This stack has already full!"; cout<<"no"; exit(0); }else{ st.zhan[st.top] = x; st.top++; } } //出棧 char pop(stack &st){ if(st.top == 0){ // cout<<"This stack is empty!"; cout<<"no"; exit(0); }else{ st.top--; return st.zhan[st.top]; } } int main(){ stack s; initial(s); /*輸入字符串,並將字符串放到字符數組中, 實現能夠逐個掃描字符串中的字符,並且不跳過空格符 */ string str; getline(cin, str); char ch[200]={'\0'}; strcpy(ch,str.c_str()); //flag標志狀態 1為括號匹配,0為不匹配 int flag=1; int i; for(i=0; ch[i]!='\0'; i++){ //元素若為{,(,[則入棧 if((ch[i] == '{' )|| (ch[i] =='[') || (ch[i] =='(')){ push(s, ch[i]); }//元素若為},),]則出棧 賦值給a else if((ch[i] == '}') || (ch[i] ==']') || (ch[i] ==')')){ char a; a = pop(s); //若a與ch[i]匹配,進行下一個字符掃描 if((a == '{' && ch[i] == '}') || (a == '(' && ch[i] == ')') || (a == '[' && ch[i] == ']')){ continue; }else flag = 0; } } if(s.top != 0){ //當左括號多出沒有與右括號匹配的時候(如:" {() ") flag = 0 } if(flag == 0){ cout<<"no"; }else cout<<"yes"; return 0; }
編程過程中遇到的問題:
1. 在對字符串進行入棧操作時s.top(棧頂)的數值不增加,總為1
錯誤代碼如下:

運行結果如下:

這段代碼對於初學者來說看上去邏輯和操作過程似乎都沒有問題,同時也困擾了我許久,
在參考了《數據結構(c語言版)》李雲清等編著的教程后,我發現我犯了一個致命的低級錯誤:
編程push函數的時候,傳入的參數為 stack st ,是不具有返回的功能,也就意味着在 push 函數中對於 st.top++ 這個操作沒有更改主函數中st.top的數值。
修改代碼如下:
將傳入的參數為 stack st 改為 => 傳入的參數為 stack &st,
當然,將它寫成具有返回值的函數或者傳入指針也是可行的。

2. 字符串入棧時,每個字符都入棧,沒有通過是否為左括號(即" ( 、[ 、{ ")的判斷
錯誤代碼如下:

運行結果如下:
此運行結果為debug時設置的多點輸出,數字均為 s.top ,加個a只是區分兩個地方...

這樣看我們的push函數!又似乎沒有什么問題對不對!
但實際上if里面的語句是有問題的,受到多年數學的影響,判斷是否為左括號,不能寫成 " ch[i] == '{' || '[' || '(' " ,
而需要修改為: " (ch[i] == '{' )|| (ch[i] =='[') || (ch[i] =='(') "
修改后代碼:
那么另一個低級錯誤也就告一段落了...
可見基礎中的基礎的重要性啊!

3. 運行pop函數時,沒有字符的返回
錯誤代碼如下:

運行結果如下:
第一個數字1為調用push后的flag , 第二個數字0為調用push和pop后的flag


從運行結果我們可以看到,理應出棧的 " ) " 和 " } "都是沒有正常顯示出來的,
也就是沒有正常的返回給錯誤代碼中的 datatype x 。
一開始我以為是在 函數傳入形參的時候,利用引用值返回x 的這種方法並不行,於是我又將它改寫成利用含有返回值函數返回我們需要的 x 這種方法(如上圖錯誤代碼所示)
但是結果都是一模一樣的,這時候我就揪着這個函數看,很明顯的,既然錯誤不在傳入傳出的參數中那么只能出現在if{....} 或 else{...}的語句中(顯而易見,是在else{...}中)
bug也很容易看出來了,畢竟也就只有兩句。
修改代碼如下:
其實改完回來再看的時候也覺得很無語,第一個入棧的字符(有且只有一個入棧)是在 st.zhan[ 0 ] 中存放的,
而再錯誤代碼中我首先pop出來的卻是 st.zhan[ 1 ] ,並沒有這個字符,程序當然會出錯啦。

總結:
在這種調用多個函數的這種題目中,debug 可能是最考驗人意志力的一步了
最后再強調一遍:
基礎真的很重要!!!
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如有不正確的地方或有值得改進的地方,希望各位大佬指點一下。
:)