实验 表达式括号匹配配对判断问题
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《数据结构》实验报告二实验内容:括号匹配学号:姓名:一、上机实验的问题和要求(需求分析):[ 题目] 假设表达式中允许有两种括号:圆括号和方括号,其嵌套的顺序随意,即(()[ ])或[([ ] [ ])] 等为正确格式,[(])或(((]均为不正确的格式。
读入含圆括号和方括号的符号序列,输出“匹配”或“此串括号匹配不合法”。
二、程序设计的基本思想,原理和算法描述:本程序是在实现栈的基本操作的基础上实现其基本应用,即括号匹配问题,重点利用其“先进后出”的特性三、调试和运行程序过程中产生的问题及采取的措施:(略)四、源程序及注释[ 源程序] 程序名: 4.cpp#include "stdio.h"#include "malloc.h"#include "process.h"#define stack_int_size 8#define stackincrement 10#define overflow -2#define error 0#define ok 1typedef int status;typedef char selemtype;typedef struct{ selemtype * base;selemtype * top;int stacksize;}sqstack;status initstack(sqstack &s){//构造一个空栈ss.base=(selemtype *)malloc(stack_int_size * sizeof(selemtype));if(!s.base)exit(overflow);s.top=s.base;s.stacksize=stack_int_size;return ok;}//initstackstatus emptystack(sqstack s){if(s.top==s.base)return ok;else return error;}status push(sqstack &s,selemtype e){//插入元素e为新的栈顶元素int stacksize;if(s.top-s.base>=s.stacksize){s.base=(selemtype *)realloc(s.base, (s.stacksize+stackincrement )* sizeof(selemtype));if(!s.base)exit (overflow);s.top=s.base+s.stacksize;s.stacksize+=stackincrement;}*s.top++=e;return ok;}//pushstatus pop(sqstack &s,selemtype &e){//若栈不为空,则删除s的栈顶元素,用e返回其值if(s.top==s.base)return error;e=* --s.top;return ok;}//popint kuohao(char m[]){ //若括号匹配则返回1,否则返回0;sqstack s;int i=0;char x;initstack(s);while(m[i]!='#'){ if(m[i]=='('||m[i]=='[')push(s,m[i]);if(m[i]==')'||m[i]==']'){ if(emptystack(s))return 0;else{pop(s,x);if((x=='('&&m[i]==']')||(x=='['&&m[i]==')'))return 0; } }i++;}if(emptystack(s))return 1;else return 0;}void main (){ char e[7]={'(','(','(',']',')',']','#'};int p;p=kuohao(e);printf("说明:若括号匹配的话,输出结果为1,反之则为0.\n");printf("判断结果为:%d\n",p); }五、运行结果如输入的括号序列为:'(','(','(',']',')',']','#'运行结果:0(表明括号不匹配)。
#include<stdio.h>#include<stdlib.h>typedef struct node{char ch;node *next;}Linkstack;Linkstack *Setstack(){ //创建空链栈Linkstack *S;S=(Linkstack *)malloc(sizeof(Linkstack));S->next=NULL;return S;}Linkstack *Pushstack(Linkstack *S,char c){ //入栈Linkstack *p;p=(Linkstack *)malloc(sizeof(Linkstack));p->ch=c;p->next=S->next;S->next=p;return S;}Linkstack *Popstack(Linkstack *S){ //出栈Linkstack *p;p=S->next;S->next=p->next;free(p);return S;}char Gettop(Linkstack *S){ //取栈顶数据if(S->next!=NULL)return S->next->ch;elsereturn ' ';}int Judgepair( ){ //判断圆括号是否正确配对Linkstack *p;char c;int sign=1;p=Setstack();printf("请输入算术表达式,并以'#'结束!\n");c=getchar();while(c!='#'){switch(c){case'(': //扫描到'('入栈p=Pushstack(p,c);break;case')': //扫描到')',判断栈顶是否是'('if(Gettop(p)=='(') //若栈顶是'(',则出栈p=Popstack(p);else //若栈顶不是'(',则配对错误sign=0;break;}if(sign==0)break;elsec=getchar();}if(p->next!=NULL) //最后查看栈中是否为空sign=0;return sign;}void Judgeout(int a){ //判断结果输出if(a==1)printf("算术表达式圆括号配对正确!\n");if(a==0)printf("算术表达式圆括号配对错误!\n");}void main(){Judgeout(Judgepair());}实验题目:设计算法判断一个算术表达式的圆括号是否配对。
1.问题描述假设一个算法表达式中包括圆括号,方括号两种,设计判别表达式中括号是否正确匹配的算法。
2.源程序#include<iostream>//#include<process>using namespace std;typedef char T;//template<class T> //1处//struct Node//{// T *base;// int top;// int stacksize;//};//template<class T>class Sqstack{private:T *base;int top;int stacksize;public:Sqstack(int m);~Sqstack(){}void Push(T x);T Pop();void Index(char *s,int n);};template<class T>Sqstack<T>::Sqstack(int m){base=new T[m];if(base==NULL){cout<<"栈创建失败,退出!"<<endl;exit(1);}stacksize=m;top=-1;}template<class T>void Sqstack<T>::Push(T x){if(top==stacksize-1)throw"栈满,无法入栈";top++;base[top]=x;}template<class T>T Sqstack<T>::Pop(){T x;if(top==-1)throw"栈空,不能出栈";x=base[top--];return x;}template<class T>void Sqstack<T>::Index(char *s,int n){for(int i=0;i<n;i++){if(s[i]=='('||s[i]=='[') Push(s[i]);if(s[i]==')'){if(base[top]=='(') Pop();else{if(top==-1) {cout<<"不匹配:多右括号)";exit(1);}else {cout<<"不匹配:[与)匹配错";exit(1);}}}if(s[i]==']'){if(base[top]=='[') Pop();else{if(top==-1) {cout<<"不匹配:多右括号]";exit(1);}else {cout<<"不匹配:(与]匹配错";exit(1);}}}}if(top==-1) cout<<"匹配";else{if(base[top]=='(') cout<<"不匹配:多左括号(";if(base[top]=='[') cout<<"不匹配:多左括号[";}}int main(void){Sqstack<T> L(20);int n;char s[20];cout<<"输入一个表达式:";cin>>s;n=strlen(s);L.Index(s,n);return 0;}3. 测试与运行。
第1篇一、实验目的本研究旨在探讨括号配对问题(Balanced Parentheses Problem)的解决策略,分析不同背景知识、认知风格和问题解决经验对括号配对问题解决的影响,以期为相关教学和实践提供参考。
二、实验背景括号配对问题是一种典型的逻辑推理问题,主要考察个体对括号结构的理解和运用能力。
在计算机科学、数学、逻辑学等领域中,括号配对问题具有广泛的应用。
然而,由于括号配对问题的复杂性,许多人难以在短时间内解决此类问题。
因此,研究括号配对问题的解决策略具有重要的理论意义和实际应用价值。
三、实验方法1. 实验对象:选取60名大学生作为实验对象,随机分为三组,每组20人。
其中,A组为计算机科学专业学生,B组为数学专业学生,C组为非计算机及数学专业学生。
2. 实验材料:设计50道括号配对问题,分为易、中、难三个难度级别,每级各15道题。
3. 实验步骤:(1)对实验对象进行分组;(2)对实验对象进行括号配对问题解决能力测试,包括易、中、难三个难度级别的题目;(3)收集实验数据,分析不同背景知识、认知风格和问题解决经验对括号配对问题解决的影响。
四、实验结果与分析1. 不同背景知识对括号配对问题解决的影响A组学生在易、中、难三个难度级别的括号配对问题解决中均优于B组和C组。
这说明计算机科学专业学生在括号配对问题解决方面具有明显优势。
2. 认知风格对括号配对问题解决的影响在易、中、难三个难度级别的括号配对问题解决中,A组和B组学生的直觉型认知风格与逻辑型认知风格无明显差异。
然而,C组学生的直觉型认知风格在易、中、难三个难度级别的括号配对问题解决中均低于逻辑型认知风格。
3. 问题解决经验对括号配对问题解决的影响A组和B组学生在易、中、难三个难度级别的括号配对问题解决中均优于C组。
这说明问题解决经验在括号配对问题解决中具有重要作用。
五、结论与建议1. 结论(1)括号配对问题解决能力与个体背景知识、认知风格和问题解决经验密切相关;(2)计算机科学专业学生在括号配对问题解决方面具有明显优势;(3)问题解决经验在括号配对问题解决中具有重要作用。
实验三实验报告括号匹配的检验实验题⽬:括号匹配的检验⼀、实验⽬的加深理解栈的定义和特性;掌握栈的存储结构与实现⼆、实验内容:任意输⼊⼀个由若⼲个圆括号、⽅括号和花括号组成字符串,设计⼀个算法判断该串中的括号是否配对。
三、设计与编码1、基本思想基本思想:最内层(最迟出现)的左刮号必须与最内层(最早出现)的同类右刮号配对,它最急切地期待着配对。
配对之后, 期待得以消解。
因此为左刮号设置⼀个栈,置于栈顶的左刮号期待配对的急切程度最⾼。
实例:[ ( [ ] { } ) ]、( [ { } ] )、{ [ ] } )、( { [ ] }、( { [ ] ] )2、编码#include#includeconst int StackSize=100;class SeqStack{public:SeqStack(){top=-1;}~SeqStack(){}void Push(char s);char Pop();void Peidui(char s[StackSize]);private:char data[StackSize];int top;};void SeqStack::Push(char s){if(top==StackSize-1) throw"上溢";top++;data[top]=s;char SeqStack::Pop(){if(top==-1)throw"下溢";else{char a;a=data[top--];return a;}}void SeqStack::Peidui(char *s){int i=0,l=strlen(s);char t;for(i=0;i{if(s[i]=='{'||s[i]=='['||s[i]=='(')Push(s[i]);else{if(top==-1){cout<<"右括号多了,不匹配"<return;}else{t=data[top];if(t=='{'&&s[i]=='}'||t=='['&&s[i]==']'||t=='('&&s[i]==')') {Pop();}elsebreak;}}if(top==-1&&s[i]=='\0')cout <<"配对成功"<elseif(top!=-1&&s[i]=='\0')cout<<"左括号多了,不匹配"<elsecout<<"左右类型不匹配"<}void main(){char str[10];cout<<"请输⼊括号;"<cin>>str;SeqStack S;S.Peidui(str);}四、调试与运⾏1、调试时遇到的主要问题及解决2、运⾏结果(输⼊及输出,可以截取运⾏窗体的界⾯)五、实验⼼得。
实验二、括号匹配一、问题描述假设一个输入字符串中包含圆括号、方括号和花括号三种类型的括号,以及其它一些任意字符。
编写程序,判别串中的括号是否正确匹配,即必须满足以下条件1.各种左、右括号的个数要一致;2.要符合正确的嵌套规则。
基本方法:在算法中设置一个栈,每读入一个括号,若是右括号,则或者使置于栈顶的最后进入的左括号消解,或者是不合法的情况;若是左括号,则压入栈中,同时在算法的开始和结束时,栈都应该为空,否则不合法。
二、基本要求输入一个算术表达式,利用栈存储结构来存入左括号,然后判断表达式中的括号是否匹配。
三、测试数据(1)([3+2]+(7*9))(2)[([3/2 ]-[5*6])](3)[7+8-(8-9])(4)(2+](3*9)))四、实现提示1、算法思路(1)对于栈的操作包括初始化initstack、判断栈是否满sfull、判断栈是否空sempty、入栈push和出栈pop操作。
该函数被主函数调用。
(2)在主函数中输入一个算术表达式,依次取出该算术表达式的某个字符,如果是左括号则入栈,如果是右括号则出栈,并判断右括号与出栈的元素是否匹配。
当算术表达式取完后,再判断栈是否为空,如果不空,则说明括号不匹配。
2、数据结构typedef struct stk//定义的栈结构{char *s; //栈中存放元素int top;//栈顶指针}stack;3、基本操作void initstack(stack *st) /* 栈s1和s2的初始化操作,st为指向s1或s2的指针 */int sfull(stack st) /* 判断栈s1和s2是否满的操作 */int sempty(stack st) /* 判断栈s1和s2是否空的操作 */int push(stack st,char e) /* 入栈操作,e为栈中结点类型 */int pop(stack *st,char *e) /*出栈操作,e为指向栈中结点的指针类型 */5、主程序main(){int i=0;char e;stack s1;//存放左括号的栈char str[100];//存放算术表达式的值initstack(&s1);printf("请输入表达式\n");gets(str);//输入算术表达式while(i<strlen(str)){if (str[i]=='('||str[i]=='['||str[i]=='{'){……}else if (str[i]==')'||str[i]==']'||str[i]=='}'){……else i++;}……}5、输出结果测试数据(1)([3+2]+(7*9))括号匹配(2)[([3/2 ]-[5*6])]括号匹配(3)[7+8-(8-9])第10个元素左右括号不匹配(4)(2+](3*9)))第4个元素左右括号不匹配。
数据结构实验(括号配对问题)⼀、实验题⽬设计算法判断⼀个算数表达式的圆括号是否正确配对。
⼆、问题分析这道题⽤到的是栈的知识,这个程序要求我们知道如何对⼀个字符串进⾏存储,判断算数表达式是否配对正确的关键是对表达式进⾏扫描,熟悉圆括号的进出栈操作。
三、概要设计1)为了实现上述程序功能,需要:[1]建⽴⼀个顺序栈;[2]键盘输⼊⼀个表达式,并对其进⾏扫描;[3]当扫描到“(”就进⾏⼊栈操作,遇到“)”就将栈顶元素出栈,扫描到其他元素不进⾏任何操作;[4]扫描完表达式,判断栈是否为空。
若为空,则匹配正确,反之错误。
2)本程序包含的函数:[1]主函数main()[2]void Bracket()四、详细设计1)定义顺序栈类型Typedefstruct{Char stack[StackMaxSize];Int top;}Stack;2) [1]⾸先将定义⼀个栈S置成空栈,InitStack(S);[2]然后在main()⾥定义字符串str[100],并将其输⼊gets(str);[3]接着利⽤while(str[i]!=’\0’)语句对字符串进⾏扫描[4]如果遇到“(“就执⾏push(S,’(‘)操作,遇到”)“就进⾏删除栈顶元素操作;[5]最后判断栈是否为空,StackEmpty(S)。
五、调试分析在⼀开始的试验中,在判断括号是否判断正确的if语句中if(!flag1&&flag2),这样得到的结果就不正确了,如图:解决⽅法:将判断括号配对是否正确的if语句中if(!flag1&&flag2)改为if(!flag2)这样只要判断flag2标志的栈是否为空,从⽽得到括号是否配对正确。
六、测试结果:1)测试数据:4+(4+5),))((,)+(),)+()+(2)测试结果截图:七、附录(源代码)#includevoid Bracket(char *str);void main()//主函数{char str[100];//定义⼀个字符串printf("please input:");gets(str);Bracket(str);}#define StackMaxSize 100 typedefstruct{//定义⼀个顺序栈类型char stack[StackMaxSize]; int top;}Stack;Stack *InitStack(Stack *S)//置空栈{S->top=-1;return S;}intStackEmpty(Stack *S)//判栈空{return S->top==-1;}char Pop(Stack *S,char *a)//顺序栈取栈顶元素{*a=S->top;if(S->top<=StackMaxSize-1&&S->top>=0) return(S->stack[S->top]);elseprintf("error");}void Push(Stack *S,charstr){//顺序栈⼊栈if(S->toptop>=-1){ S->top++;S->stack[S->top]=str;}elseprintf("error");}void Bracket(char *str){Stack S1,*S=&S1char a;inti=0,flag1=0,flag2;InitStack(S);while(str[i]!='\0'){switch(str[i]){case '(':Push(S,'(');break;case ')':Pop(S,&a);if(a!='('){flag1=1;break;//出现不匹配,⽴即结束循环}default:break;}if(flag1)break;i++;}flag2=StackEmpty(S);//flag2判断堆栈是否为空if(!flag2) printf("括号匹配正确\n");elseprintf("括号匹配不正确\n");}。
合肥学院计算机科学与技术系课程设计报告2008~2009学年第二学期2009年5月题目:表达式的括号匹配检验问题。
试验完成如下要求:假设在表达式中允许有三种括号:圆括号、方括号和花括号,其嵌套的顺序是随意。
要求设计测试数据,如果在表达式中括号使用正确,输出结果为“此表达式中括号匹配合法”,否则输出结果为“此表达式中括号匹配不合法”,#为表达式的起始和结束标志。
在初始和结束时,栈为空。
一、问题分析和任务定义此程序需要完成如下要求:表达式中允许有三种括号:圆括号、方括号和花括号,嵌套顺序随意。
要求设计测试数据,判断表达式中括号使用是否正确,如果正确,输出结果为“此表达式中括号匹配合法”,否则输出结果为“此表达式中括号匹配不合法”,表达式的输出格式为:“#表达式#”。
实现本程序需要解决的几个问题:1、用什么数据结构。
2、怎样实现判断括号是匹配的。
3、括号匹配与不匹配有几种情况。
4、输出与输入数据的形式。
本程序的难点在于怎么样判断括号是否匹配。
按任务书中的提示,首先,建立一个栈,用来存储读入的括号。
若是左括号,则做为一个新的更急迫的期待压入栈,若是右括号,则和当前栈顶的括号比较,若匹配,则输出此表达式中括号匹配合法,若不匹配,则输出此表达式中括号匹配不合法。
括号分为大括号,小括号,中括号,每个括号比较的方法是一样的。
如输入为#(3+2)#:输入#,输入(,“输入3+2,输入“)”,是右括,是左括号,入栈号“(”出栈,与“)”比较,匹配,栈空图1 具体实例演示括号匹配过程由于本程序要求表达式的输入形式是#表达式#,#是表达式的起始与结束的标志,所以判断表达式遍历完的条件是读到第二个#号。
总的来说本题目是一个以栈为数据结构,设计一个求有关于表达式中括号匹配的问题的程序。
数据类型应为字符型,需要自定义栈的结构体,初始栈,入栈,出栈,判断栈空的操作。
本程序用的是顺序栈,用地址连续的存储空间依次存储栈中的元素,并记录当前栈顶数据元素的位置,这样的栈称为顺序栈。
括号的匹配1. 需求和规格说明(1)实现括号的是否匹配的判定。
(2)实现匹配错误的提示。
(3)实现栈内容的动态显示。
2.设计2.1.设计思想(1)对于括号匹配的判定,首先输入字符串到缓冲区。
逐个字符读取字串,遇到的是左括号则入栈,若是右括号,则出栈。
出栈的左括号如果和右括号匹配,则一对括号匹配成功;否则,这对括号匹配失败,并给出错误提示。
(2)分析括号匹配错误出现的情况,主要有三种:左括号数大于右括号数,左括号与右括号不匹配,右括号数大于左括号数。
根据栈的存储情况就能判定出这三种情况,并且实时的将信息放映到可视化控件上。
(3)对于匹配过程和栈内容的动态显示,可以用listbox 控件实时的显示和更新。
窗口上有两个listbox 控件,第一个动态显示push 和pop 动作以及提示错误信息;第二个listbox 则动态模拟栈内的存储情况。
2.2.设计表示(1)存储结构Node 节点template <class element>class Node{public:element ele;Node *pre; // 前驱指针Node *next; //后继指针Node(){pre=NULL; next=NULL;}Node(element e){ele=e;pre=NULL;next=NULL;}Node * MakeNode(element e)//传入参数返回一个节点指实现参数的封装针,{Node<element> *temp=new Node(e); return temp;}};MyListStack 链栈template <class element> class MyListStack{public:Node<element> *base;Node<element> *top;int index;MyListStack() //初始化链表{base=new Node<element>(); top=base;index=0;}void push(element n) //push{Node<element> *temp=new Node<element>(n); top->next=temp;temp->pre=top;top=temp; index++;}void pop(element & out) //pop{ out=top->ele; top=top->pre; delete top->next; top->next=NULL; index--;}BOOL isEmpty(); //返回栈是否为空{if(index) return FALSE;else return TRUE;}virtual ~MyListStack() //析构链栈,释放空间{Node<element> *p=base; Node<element> *q=p->next;while(p->next!=NULL){ delete p; p=q; q=p->next;} delete p;}};(2)涉及的操作void CKuohaopipeiDlg::OnButtonClear() // 清空窗口控件。