链栈实现:括号匹配问题与解决方案

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在本篇关于西南科技大学(SWUST)的数据结构作业报告中,主要探讨了如何使用链栈来解决括号匹配问题。链栈是一种基于链式存储结构的栈数据结构,它遵循后进先出(LIFO)的原则,其特点在于没有固定的内存位置,而是通过链表中的指针进行操作。 首先,链栈的实现涉及到两个基本操作:入栈和出栈。入栈操作函数`Push`接收一个链栈指针`S`和一个字符`e`作为参数,首先创建一个新的节点`p`,分配内存并将其数据成员设置为`e`,然后将新节点的`next`指针指向当前栈顶元素,最后将新的栈顶元素插入到`S`的`next`指针所指向的位置。出栈操作函数`Pop`则检查栈是否为空,如果非空,将栈顶元素的数据存储到`e`中,更新栈顶指针,并释放栈顶节点的内存,返回一个布尔值表示操作成功与否。 接下来,关键的部分是括号匹配算法`Judge_Stack`。该函数接收链栈`S`的引用,输入一个字符串`key`,代表待匹配的括号序列。遍历输入字符串,当遇到左括号(如'('、'['或'{')时,调用`Push`函数将其入栈。如果遇到右括号(如')'、']'或'}'),则尝试从栈中弹出一个元素,通过比较栈顶元素和当前字符,检查是否匹配。如果不匹配,立即标记`flag`为`false`并跳出循环。最后,如果遍历结束且所有括号都已正确匹配,说明栈为空,`flag`保持为`true`,表示括号匹配成功。 总结来说,这篇报告展示了如何利用链栈的特性来解决括号匹配问题,包括链栈的定义、操作以及实际应用在括号匹配算法中的具体步骤。这种算法在编程中常用于检查代码的正确性,确保嵌套括号的配对符合语法规则。通过这个实例,学生可以加深对数据结构的理解,特别是链栈在实际问题中的运用。