C语言实现括号匹配算法详解与代码

在编程中，括号匹配算法是一项基础且重要的任务，特别是在处理字符串或表达式解析时。该算法通常用于确保编程语言中的括号（如圆括号 "()" 和大括号 "{}"）正确配对，以维护代码的结构完整性和可读性。C语言中的一个典型实现是使用栈来辅助检查括号匹配。 在C语言中，我们可以定义一个简单的数据结构，比如`sqstack`，它包含一个动态数组`base`作为栈底元素，一个指向栈顶元素的指针`top`，以及一个表示栈大小的整型变量`stacksize`。这个结构体提供了常见的栈操作，如初始化（`Init`）、获取栈顶元素（`GetTop`）、压栈（`Push`）、出栈（`Pop`）以及检查栈是否为空（`StackEmpty`）。 算法的关键在于遍历输入的括号序列，当遇到左括号（"(" 或 "{"）时，将其压入栈中；当遇到右括号（")" 或 "}"）时，检查栈顶元素是否与之匹配。如果栈顶元素是对应的左括号，那么弹出栈顶元素并继续；否则，说明括号不匹配，算法返回错误。当遍历完所有括号后，如果栈为空，意味着所有括号都已正确匹配，算法返回成功；否则，存在未匹配的括号，返回错误。 以下是一个简化的C语言实现，包括核心的括号匹配逻辑： ```c status IsParenthesesMatch(char* input) { sqstack s; status status = Init(&s); for (int i = 0; input[i] != '\0'; i++) { if (input[i] == '(' || input[i] == '{') { // 遇到左括号 status = push(&s, input[i]); } else if (input[i] == ')' || input[i] == '}') { // 遇到右括号 char topChar; status = pop(&s, &topChar); if (input[i] == ')' && topChar != '(' || input[i] == '}' && topChar != '{') { return ERROR; // 匹配失败 } } } return status == OK && stackEmpty(&s) ? OK : ERROR; // 检查剩余栈是否为空 } ``` 这个函数`IsParenthesesMatch`接收一个包含括号的字符串`input`，根据输入逐个字符检查，并利用栈来跟踪左括号。括号匹配算法的正确性依赖于栈的操作规则：当遇到右括号时，需要确保其与栈顶的左括号类型匹配。通过这种方式，我们可以判断输入的括号序列是否有效。如果整个过程没有发生栈溢出或匹配错误，函数将返回OK，否则返回ERROR。