C++实现括号匹配：数据结构与算法实验报告

"数据结构与算法实验报告——括号匹配" 在数据结构中，括号匹配是一个经典问题，它涉及到栈这一数据结构的应用。在这个实验中，学生需要使用C++来实现一个程序，用于检查输入的字符串中的括号是否正确匹配。括号匹配通常包括对圆括号"()"、方括号"[]"和大括号"{}"的匹配。 实验内容的核心是通过栈来解决括号匹配问题。栈是一种具有后进先出（LIFO）特性的数据结构，非常适合处理这种需要回溯的问题。当遇到左括号时，将其压入栈中；遇到右括号时，检查栈顶的元素是否是对应类型的左括号，如果是则匹配成功并弹出栈顶元素，否则匹配失败。 实验要求包括以下几个方面： 1. 定义栈的抽象数据类型（ADT）表示，描述栈的基本操作，如初始化、销毁、清空、检查是否为空、获取栈的长度、查看栈顶元素、压入元素、弹出元素以及遍历栈。 2. 编写数据类型定义和核心算法，这可能涉及到定义链栈的数据结构（如上述代码片段所示），并实现栈操作的相关函数。 3. 记录实验过程中遇到的问题和解决方案，这有助于提升解决问题的能力和反思学习过程。 4. 提交完整的源代码和实验报告，确保程序能正确运行并完成括号匹配功能。 5. 实验前预习，实验过程中不断完善实验报告。 6. 实验时携带程序，以便在实验室进行上机调试。 7. 实验成绩评估标准，包括预习、报告质量和程序运行情况。 实验步骤中，首先定义了线性表的ADT，特别是栈的ADT，包含了一系列基本操作。接着，需要实现这些操作，例如使用链表实现链栈，每个节点包含一个字符数据和指向下一个节点的指针。然后，可以编写算法来检查字符串中的括号匹配，主要涉及对输入字符串进行扫描，每次遇到括号就进行相应的栈操作。 在实际编程中，可以采用以下步骤实现括号匹配： 1. 初始化一个空栈。 2. 遍历输入字符串，每次遇到左括号，将其压入栈中。 3. 当遇到右括号时，检查栈是否为空。如果为空，说明括号不匹配。如果不为空，将栈顶的左括号取出与当前右括号比较，看它们是否匹配。 4. 如果栈顶的左括号与当前右括号不匹配，或者在栈为空的情况下遇到右括号，返回错误，表示括号不匹配。 5. 遍历结束后，如果栈为空，说明所有括号都已匹配；如果不为空，说明有未配对的左括号，返回错误。 通过这样的方法，可以有效地检测字符串中的括号是否正确匹配，这是数据结构中栈应用的一个重要实例。