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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。
