實驗說明

數據結構實驗二棧的實驗——棧的簡單應用

一、實驗目的

通過本實驗使學生了解棧的簡單應用，熟悉棧的特性及棧在順序存儲上的操作特點，深刻理解棧的基本操作與用棧解決應用問題的關系；特別訓練學生使用棧解決實際問題的能力，為今后用棧解決相關問題奠定基礎。

二、實驗內容

1.編程實現對給定的一組括號序列判斷其是否匹配正確。要求：
（1）它必須成對出現，如“(”“)”是一對，“[”與“]”是一對；
（2）出現時有嚴格的左右關系；
（3）可以以嵌套的方式同時出現多組多括號，但必須是包含式嵌套，不允許交叉式嵌套。比如“( )”、“[([][])]”這樣是正確的，“[(])”或“([()))”或 “(()]”是不正確的。
（4）將處理的括號擴展為針對“()”“[]”“{}”三類。

2.編程實現一個簡單的行編輯功能：用戶可以輸入一行內容，並可進行簡易編輯。要求：
（1）遇到輸入部分內容有誤時操作退格符“#”表示前一位無效；
（2）“@”表示之前的內容均無效。

實驗報告

1.實現功能描述

編程實現對給定的一組括號序列判斷其是否匹配正確，將處理的括號擴展為針對“()”“[]”“{}”三類，遇到輸入部分內容有誤時操作退格符“#”表示前一位無效；“@”表示之前的內容均無效。

2.方案比較與選擇

（1）可以使用棧和隊列來實現。因為棧的功能足以完成題目要求，所以初步打算使用棧來實現。
（2）因為編寫一個標准的棧比較繁瑣，而且本題中也沒有用到所有棧的標准操作，所以通過模擬棧來完成本題。
（3）可以使用數組或鏈表來模擬棧。因為括號匹配只有3對，所需空間不是很大，又因為特殊操作#、@可以在數組中通過-1和賦0值實現，因此選擇了數組法來模擬棧。

3.設計算法描述

（1）定義3個變量，分別用於記錄()、[]、{}的出現次數。遇到左符號時變量++，遇到右符號時--，變量為0時表示空棧。當讀到#時，再往前讀一個字符，如果是()、[]、{}中的一種，則對其進行反向運算，即遇到右符號時++，遇到左符號時--。
（2）進行模塊划分，給出功能組成框圖。形式如下：

（3）基本功能模塊：
①讀取用戶輸入的內容
②檢查匹配情況
③輸出結果
（4）用流程圖描述關鍵算法：

4.算法實現（即完整源程序，帶注解）

點擊查看詳細內容

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int input(char* temp);
void check(char* temp, int i, int* parentheses, int* brackets, int* braces, int flag);
void print(int parentheses, int brackets, int braces);
void printresult(int parentheses, int brackets, int braces);

int main(void) {
	//parentheses小括號，brackets中括號，braces大括號
	//flag的作用：當讀到一個#時，對上一個讀到的括號數量減1
	//temp用於儲存輸入的內容，tmp用於儲存第i個字符
	int parentheses = 0, brackets = 0, braces = 0;
	int i, length, flag;
	char temp[1000];
	printf("此程序的功能是：檢測括號是否匹配。\n請輸入檢測的內容，一行中僅有.時結束輸入:\n");
	length = input(temp);
	//一個個字符去檢查括號匹配情況，到數組末尾結束
	for (i = 0, flag = 1; i < length; i++) {
		check(temp, i, &parentheses, &brackets, &braces, flag);
	}
	print(parentheses, brackets, braces);
}
//讀取用戶輸入的內容，返回內容長度
int input(char* temp) {
	int i;
	char tmp;
	for (i = 0; ; i++) {
		temp[i] = getchar();
		if (temp[i] == '.') {
			tmp = getchar();
			if (tmp == '\n') {
				temp[++i] = '\0';
				break;
			}
			else {
				temp[++i] = tmp;
			}
		}
	}
	return strlen(temp);
}
//檢查當前字符是否為特定符號()[]{}
void check(char* temp, int i, int* parentheses, int* brackets, int* braces, int flag) {
	switch (temp[i]) {
	case '#':
		if (i != 0) {
			flag = -1;
			check(temp, i - 1, parentheses, brackets, braces, flag);
			flag = 1;
		}
		break;
	case '@':
		*parentheses = 0;
		*brackets = 0;
		*braces = 0;
		break;
	case '(':
		if (*parentheses >= 0 || flag == -1) {
			*parentheses += flag;
		}
		break;
	case ')':
		*parentheses -= flag;
		break;
	case '[':
		if (*brackets >= 0 || flag == -1) {
			*brackets += flag;
		}
		break;
	case ']':
		*brackets -= flag;
		break;
	case '{':
		if (*braces >= 0 || flag == -1) {
			*braces += flag;
		}
		break;
	case '}':
		*braces -= flag;
		break;
	default:		break;
	}
}
//輸出結果
void print(int parentheses, int brackets, int braces) {
	if (parentheses != 0 || brackets != 0 || braces != 0) {
		printf("NO\n");
	}
	else {
		printf("YES\n");
	}
	printresult(parentheses, brackets, braces);
}
//輸出結果
void printresult(int parentheses, int brackets, int braces) {
	if (parentheses != 0) {
		if (parentheses > 0) {
			printf("(-?");
		}
		else {
			printf("?-)");
		}
	}
	else if (brackets != 0) {
		if (brackets > 0) {
			printf("[-?");
		}
		else {
			printf("?-]");
		}
	}
	else if (braces != 0) {
		if (braces > 0) {
			printf("{-?");
		}
		else {
			printf("?-}");
		}
	}
}