括号匹配程序:数据结构与栈的应用

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"数据结构括号匹配程序使用栈来实现检查字符串中括号是否匹配的算法。这是一个适合初学者的C语言编程练习,涉及到数据结构中的栈操作,包括初始化、压栈、弹栈和判断栈是否为空等基本操作。" 在计算机科学中,数据结构是组织、管理和存储数据的方式,而栈是一种具有后进先出(LIFO)特性的数据结构。在这个括号匹配程序中,栈被用来检测一个字符串中是否存在有效的括号配对。括号匹配问题常见于编译原理、语法分析和代码验证等领域。 首先,定义了一个`SqStack`结构体来表示顺序栈,它包含三个成员:指向栈底的指针`base`,指向栈顶的指针`top`以及栈的当前大小`stacksize`。通过这个结构体,我们可以方便地进行栈的操作。 `InitStack`函数用于初始化栈,分配初始大小为`STACK_INIT_SIZE`的内存,并将栈顶指针设置为栈底。如果内存分配失败,程序将退出并返回错误。 `Push`函数用于将元素压入栈中。在压栈前,它会检查栈是否已满。如果栈满,`Push`函数会尝试扩展栈的大小,增加`STACK_INCREMENT`个单位。如果扩展失败,程序也会退出并返回错误。然后将元素存入栈顶并更新栈顶指针。 `Pop`函数用于从栈中弹出元素。在弹栈之前,它会检查栈是否为空。如果栈为空,`Pop`函数会返回错误;否则,它将栈顶元素复制到提供的变量`e`中,然后将栈顶指针回退。 `StackEmpty`函数用于检查栈是否为空,如果栈顶指针与栈底指针相同,则返回`OK`,表示栈为空,否则返回`ERROR`。 接下来,`Comp`函数比较两个字符`a`和`c`,如果它们是匹配的括号(如'('和')','['和']','{'和'}'),则返回`OK`,否则返回`ERROR`。 程序的核心部分是遍历输入字符串,遇到左括号时将其压入栈中,遇到右括号时弹出栈顶元素并与之比较。如果每次都能匹配成功,最后栈为空,说明括号匹配无误。反之,如果有未匹配的括号或非法的括号配对,程序将报告错误。 这个程序提供了基础的括号匹配功能,对于更复杂的情况,如嵌套的括号或支持其他类型括号,可能需要进一步扩展。但作为数据结构和C语言的学习实践,这个程序很好地展示了栈的应用。