用c++写一个表达式，表达式中包括三种括号“（）”、“[]”和“{}”，判断该表达式的括号是否匹配。检验算法借助一个栈，每当读入一个左括号，则直接入栈，等待相匹配的同类右括号；每当读入一个右括号，若与当前栈顶的左括号类型相同，则二者匹配，将栈顶的左括号出栈，直到表达式扫描完毕。

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

#define MAX_SIZE 100

typedef struct {
    char data[MAX_SIZE];
    int top;
} Stack;

void init(Stack *s) {
    s->top = -1;
}

int is_empty(Stack *s) {
    return s->top == -1;
}

void push(Stack *s, char c) {
    if (s->top == MAX_SIZE - 1) {
        printf("Stack overflow\n");
        exit(1);
    }
    s->data[++s->top] = c;
}

char pop(Stack *s) {
    if (is_empty(s)) {
        printf("Stack underflow\n");
        exit(1);
    }
    return s->data[s->top--];
}

int is_match(char c1, char c2) {
    return (c1 == '(' && c2 == ')') || (c1 == '[' && c2 == ']') || (c1 == '{' && c2 == '}');
}

int is_balanced(char *expr) {
    Stack s;
    init(&s);
    for (int i = 0; expr[i] != '\0'; i++) {
        if (expr[i] == '(' || expr[i] == '[' || expr[i] == '{') {
            push(&s, expr[i]);
        } else if (expr[i] == ')' || expr[i] == ']' || expr[i] == '}') {
            if (is_empty(&s) || !is_match(pop(&s), expr[i])) {
                return 0;
            }
        }
    }
    return is_empty(&s);
}

int main() {
    char expr[MAX_SIZE];
    printf("Input an expression: ");
    gets(expr);
    if (is_balanced(expr)) {
        printf("The expression is balanced.\n");
    } else {
        printf("The expression is not balanced.\n");
    }
    return 0;
}

注意：gets() 函数已经在 C11 标准中被弃用，因为存在缓冲区溢出的风险，建议使用 fgets() 函数代替。