写数据结构（C语言）完整能运行的代码，要求：1. 定义栈的存储结构（顺序栈或者链栈均可）。 2. 在所定义的栈存储结构上实现栈的初始化、入栈、出栈、判断栈空以及查找栈顶等基本操作。 3. 基于栈基本操作的实现，设计主函数实现表达式中括号匹配问题的检验。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

// 链表实现的栈结构
typedef struct Stack {
    int* elements;
    size_t top; // 栈顶指针
    size_t capacity; // 栈的最大容量
} Stack;

// 初始化栈
void stack_init(Stack* s, size_t capacity) {
    s->elements = (int*)malloc(capacity * sizeof(int));
    s->top = -1;
    s->capacity = capacity;
}

// 入栈
void push(Stack* s, int value) {
    if (s->top == s->capacity - 1) {
        printf("Stack is full.\n");
        return;
    }
    s->top++;
    s->elements[s->top] = value;
}

// 出栈
int pop(Stack* s) {
    if (s->top == -1) {
        printf("Stack is empty.\n");
        return -1;
    }
    int value = s->elements[s->top];
    s->top--;
    return value;
}

// 判断栈是否为空
int is_empty(Stack* s) {
    return s-1;
}

// 查找栈顶元素（查看但不移除）
int peek(Stack* s) {
    if (is_empty(s)) {
        printf("Stack is empty.\n");
        return -1;
    }
    return s->elements[s->top];
}

// 检查表达式括号是否匹配的辅助函数
bool is_balanced(char* expr) {
    Stack* s = (Stack*)malloc(sizeof(Stack));
    stack_init(s, 50);

    for (int i = 0; expr[i]; i++) {
        if (expr[i] == '(')
            push(s, i);
        else if (expr[i] == ')') {
            int opening_index = pop(s);
            if (opening_index == -1 || expr[opening_index] != '(')
                return false;
        }
    }

    if (is_empty(s))
        return true;
    else
        return false;
}

// 主函数演示使用
int main() {
    char expr[] = "((()))";
    if (is_balanced(expr)) {
        printf("%s has balanced parentheses.\n", expr);
    } else {
        printf("%s does not have balanced parentheses.\n", expr);
    }
    
    free(s->elements); // 清理内存
    free(s);

    return 0;
}