用栈进行左右括号的匹配

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前言

流程图

整体代码

关于不使用基本操作的代码

关于测试

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前言

本篇文章主要整理了关于用栈实现左右括号匹配的代码。

栈是一种遵循后进先出（LIFO, Last In First Out）原则的抽象数据类型，非常适合用于处理括号匹配问题。

对于括号的匹配规则：在括号匹配中，最内层的括号对最先闭合。这意味着最近打开的左括号需要最先匹配到对应的右括号。这正好符合栈的后进先出（LIFO）特性。

流程图

整体代码

//2025.3.19 写下 用数组栈实现左右括号的配对 
#include<stdio.h>

#define MaxSize 20 //栈中最多存放20个数据元素 
typedef struct {
	char data[MaxSize]; //数据域 
	int top; //栈顶指针 
}SqStack; //顺序栈的存储结构 

//初始化栈
void InitStack(SqStack &S){
	S.top = -1;  //初始化栈顶指针 
}
//判断栈空
bool StackEmpty(SqStack S){
	if(S.top == -1) return true; //栈空
	else return false; //栈不空 
}
//元素入栈
bool Push(SqStack &S,char e){ //将元素e压入栈中 
	//首先判断栈是否满了
	if(S.top == MaxSize-1){
		printf("栈已满，出错！\n");
		return false; //不能入栈
	}
	//栈未满，将元素压入栈中
	S.data[++S.top] = e; //指针先自增一，然后再让元素入栈
	return true; 
}
//元素出栈 
bool Pop(SqStack &S,char &e){
	//首先判断栈是否为空
	if(StackEmpty(S) == true){
		printf("栈为空，出错！\n");
		return false; //不能出栈
	} 
	//将栈顶指针指的元素出栈
	e = S.data[S.top--];//先将元素出栈，然后指针减一
	return true; 
}

//对左右括号进行配对
bool bracketCheck(char str[],int length){ 
	SqStack S;  //先声明一个栈S，系统已自动为其分配了内存空间 
	InitStack(S); //初始化栈 
	char e = {0};
	int i=0; //i用来依次读取str中的数据
	for(i=0;i < length;i++)
	{
		//若该数据为左括号，则入栈 
		if(str[i] == '(' || str[i] == '{' || str[i] == '['){
			if(Push(S,str[i]) == false) //若元素入栈出错，则中止该程序
				break;
			else continue;
		}
		//若该数据为右括号，先判断栈是否为空，若不为空则弹出栈顶元素，并与该数据配对 
		else{
			if(StackEmpty(S)) return false; //扫描到右括号且当前栈为空，则匹配失败 
			Pop(S,e); //弹出栈顶元素 
			if(str[i] == ')' && e != '(') return false;
			if(str[i] == '}' && e != '{') return false;
			if(str[i] == ']' && e != '[') return false;
		}
	} 
	//若配对结束，栈中还有元素，则匹配出错
	return StackEmpty(S);
}
int main(){
	char str[50] = {0};
	int i=0;
	printf("请输入括号字符串：\n");
	while(scanf("%c",&str[i]) && str[i] != '\n'){
		i++;
	}
	//puts(str); //输出字符数组 
	if(bracketCheck(str,i) == false){ //其中i表示字符串的长度 
		printf("括号序列不匹配！\n");
	}else{
		printf("括号序列匹配！\n");
	}
	return 0;
}

关于不使用基本操作的代码

//2025.3.20 写下
#include<stdio.h>

#define MaxSize 20 //栈中最多存放10个数据元素 
typedef struct {
	char data[MaxSize]; //数据域 
	int top; //栈顶指针 
}SqStack; //顺序栈的存储结构 
//对左右括号进行配对
bool bracketCheck(char str[],int length){ 
	SqStack S;  //先声明一个栈S，系统已自动为其分配了内存空间 
	S.top = -1; //初始化栈 
	char e = {0};
	int i=0; //i用来依次读取str中的数据
	for(i=0;i < length;i++)
	{
		//若该数据为左括号，则入栈 
		if(str[i] == '(' || str[i] == '{' || str[i] == '['){
			//首先判断栈是否满 
			if(S.top == MaxSize-1) return false;
			S.data[++S.top] = str[i]; //指针先自增一，然后再让元素入栈
			continue;
		}
		//若该数据为右括号，先判断栈是否为空，若不为空则弹出栈顶元素，并与该数据配对 
		else{
			//先判断栈是否为空
			if(S.top == -1) return false; 
			//弹出栈顶元素
			e = S.data[S.top--]; //先将元素出栈，然后指针减一
			if(str[i] == ')' && e != '(') return false;
			if(str[i] == '}' && e != '{') return false;
			if(str[i] == ']' && e != '[') return false;
		}
	} 
	//若配对结束，栈中还有元素，则匹配出错
	if(S.top == MaxSize-1) return false;
	else return true;
}
int main(){
	char str[50] = {0};
	int i=0;
	printf("请输入括号字符串：\n");
	while(scanf("%c",&str[i]) && str[i] != '\n'){
		i++;
	}
	if(bracketCheck(str,i) == false){ //其中i表示字符串的长度 
		printf("括号序列不匹配！\n");
	}else{
		printf("括号序列匹配！\n");
	}
	return 0;
}

关于测试

当输入括号序列时，只支持在英文状态下的括号，若是输入的是中文状态下的括号，则会检测出错。我认为，是因为在遍历字符数组str时，每次只读取其中的一个char型数据为一个字节，而中文状态下的符号存储时（在我的编译器上）需要三个字节，因此在读取字符数组str时会出错。

并且，在输入str数组中的数据只能是括号哦，因为没有对其他字符做排除，若数组中有其它字符，会导致结果出错。

如果有错误，欢迎大家在评论区指出，谢谢~~