重学数据结构005——栈的应用之平衡符号

之前学习了栈的基本操作，并且学习了栈的两种实现方式：链式存储和顺序存储(数组)。现在看看栈都有哪些应用。栈的一个主要应用是平衡符号。

初学者在编写代码并且编译时，难免会因为少写了一个')'和被编译器报错。也就是说，编译器会去匹配括号是否匹配。当你输入了一个'('，很自然编译器回去检查你是否有另一个')'符号与之匹配。如果所有的括号都能够成对出现，那么编译器是能够通过的。否则编译器会报错。例如字符序列“(a+b)”是匹配的，而字符序列"(a+b]"则不是。

在检测括号匹配的算法中使用到了栈，算法描述如下：创建一个空栈，读取字符序列直到结尾。如果字符是开放符号'(''[''{'，将其入栈；如果是一个封闭符号')'']''}'，则当栈为空时报错。否则，将栈顶元素弹出。如果弹出的符号不是对应的开放符号，则报错。当字符序列结束，判断栈是否为空，为空则报错。

下面是我的实现代码：

1. #include<stdio.h>
2. #include<stdlib.h>
3. #defineElementTypechar
6. typedefstructNode*PtrToNode;
7. typedefPtrToNodeStack;
8. typedefstructNode
9. {
10. ElementTypeElement;
11. PtrToNodeNext;
12. };
14. intIsEmpty(StackS);
15. StackCreateStack();
16. voidDisposeStack(StackS);
17. voidMakeEmpty(StackS);
18. voidPush(ElementTypeX,StackS);
19. ElementTypeTop(StackS);
20. voidPop(StackS);
22. //判断栈是否为空
23. intIsEmpty(StackS)
24. {
25. returnS->Next==NULL;
26. }
27. //创建链栈
28. StackCreateStack()
29. {
30. StackS=malloc(sizeof(structNode));
31. if(S==NULL)
32. {
33. printf("Noenoughmemory!");
34. returnNULL;
35. }
36. S->Next=NULL;
37. MakeEmpty(S);
38. returnS;
39. }
41. voidMakeEmpty(StackS)
42. {
43. if(S==NULL)
44. {
45. printf("UseCreateStackFirst!");
46. }
47. else
48. {
49. while(!IsEmpty(S))
50. {
51. Pop(S);
52. }
53. }
54. }
56. voidPush(ElementTypeX,StackS)
57. {
58. PtrToNodeTmp;
59. Tmp=malloc(sizeof(structNode));
60. if(Tmp!=NULL)
61. {
62. Tmp->Element=X;
63. Tmp->Next=S->Next;
64. S->Next=Tmp;
65. }
66. else
67. {
68. printf("Outofspace!");
69. }
70. }
72. voidPop(StackS)
73. {
75. if(IsEmpty(S))
76. {
77. printf("TheStackisEmpty!");
78. }
79. else
80. {
81. PtrToNodeTmp=S->Next;
82. S->Next=Tmp->Next;
83. free(Tmp);
84. }
85. }
87. ElementTypeTop(StackS)
88. {
89. if(IsEmpty(S))
90. {
91. printf("Thestackisempty!");
92. return0;
93. }
94. else
95. {
96. returnS->Next->Element;
97. }
98. }
100. //平衡符号判断
101. voidbalance(char*ch,StackS)
102. {
103. ElementTypec;
104. MakeEmpty(S);
105. while((c=*ch)!='\0')
106. {
107. printf("%c\n",c);
108. switch(c)
109. {
110. case'(':
111. case'[':
112. case'{':
113. Push(c,S);
114. break;
115. case')':
116. if(IsEmpty(S))
117. {
118. fprintf(stderr,"Thesymbolsnotbalance!\n");
119. return;
120. }
121. else
122. {
123. if(Top(S)=='(')
124. {
125. Pop(S);
126. }
127. else
128. {
129. fprintf(stderr,"Thesymbolsnotbalance!\n");
130. return;
131. }
132. }
133. break;
134. case']':
135. if(IsEmpty(S))
136. {
137. fprintf(stderr,"Thesymbolsnotbalance!\n");
138. return;
139. }
140. else
141. {
142. if(Top(S)=='[')
143. {
144. Pop(S);
145. }
146. else
147. {
148. fprintf(stderr,"Thesymbolsnotbalance!\n");
149. return;
150. }
151. }
152. break;
153. case'}':
154. if(IsEmpty(S))
155. {
156. fprintf(stderr,"Thesymbolsnotbalance!\n");
157. return;
158. }
159. else
160. {
161. if(Top(S)=='{')
162. {
163. Pop(S);
164. }
165. else
166. {
167. fprintf(stderr,"Thesymbolsnotbalance!\n");
168. return;
169. }
170. }
171. break;
172. default:
173. break;
174. }
175. ch++;
176. }
177. if(IsEmpty(S))
178. {
179. fprintf(stdout,"TheSymbolsBalance!\n");
180. }
181. else
182. {
183. fprintf(stderr,"TheSymbolsNotBalance!\n");
184. }
185. }
187. intmain(void)
188. {
189. charch[]="(a+b){[d]c*d}{";
190. StackS=CreateStack();
191. balance(ch,S);
192. return0;
193. }