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wzjs 2025/7/19 6:09:46

网站建设策划,成都推广团队,赤峰住房城乡建设部网站,网站建设学生作业目录栈数据结构简介 C语言实现栈栈的初始化栈的销毁栈的插入栈的删除栈的判空获取栈顶数据利用栈实现括号匹配检查总结在编程中，经常会遇到需要检查括号是否匹配的问题，比如在编译器中检查代码的语法正确性，或者在…

栈数据结构简介

C语言实现栈

栈的初始化

栈的销毁

栈的插入

栈的删除

栈的判空

获取栈顶数据

利用栈实现括号匹配检查

总结

在编程中，经常会遇到需要检查括号是否匹配的问题，比如在编译器中检查代码的语法正确性，或者在文本处理中确保括号的正确使用。本文将通过C语言实现一个括号匹配检查的程序，并详细介绍栈数据结构在其中的应用。

栈数据结构简介

栈是一种后进先出（LIFO, Last In First Out）的数据结构。它就像一个放盘子的栈，最后放上去的盘子总是最先被拿下来。在栈中，有几个基本操作：

- 初始化（Init）：创建一个空栈。

- 销毁（Destroy）：释放栈占用的内存。

- 插入（Push）：将元素添加到栈顶。

- 删除（Pop）：从栈顶移除元素。

- 判空（Empty）：检查栈是否为空。

- 获取元素个数（Size）：返回栈中元素的数量。

- 获取栈顶数据（Top）：返回栈顶的元素，但不删除它。

C语言实现栈


c#include <stdio.h>
#include <assert.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdbool.h>typedef char typestk;
typedef struct Stack
{typestk* a;int top;int capacity;
} ST;

这里定义了一个栈的结构体 Stack ，包含一个字符类型的指针 a 用于存储栈中的元素， top 表示栈顶的位置， capacity 表示栈的容量。

栈的初始化


c// 栈的初始化
void STInit(ST* ps)
{assert(ps);ps->a = (typestk*)malloc(sizeof(typestk) * 4);if (ps->a == NULL){perror("malloc");return;}ps->top = 0;ps->capacity = 4;
}

STInit 函数用于初始化栈。首先通过 malloc 分配4个字符大小的内存空间给栈的数组 a ，如果分配失败，使用 perror 打印错误信息。然后将栈顶位置 top 设为0，栈容量 capacity 设为4。

栈的销毁


c// 栈的销毁
void STDestory(ST* ps)
{// 查空assert(ps);free(ps->a);ps->a = NULL;ps->capacity = ps->top = 0;
}

STDestory 函数用于销毁栈。先使用 free 释放栈数组 a 占用的内存，然后将指针 a 设为 NULL ，并将栈顶位置 top 和栈容量 capacity 都设为0。

栈的插入

 
c// 栈的插入
void STPush(ST* ps, typestk x)
{assert(ps);if (ps->top == ps->capacity){typestk* tmp = (typestk*)realloc(ps->a, sizeof(typestk) * ps->capacity * 2);if (tmp == NULL){perror("realloc error");return;}ps->a = tmp;ps->capacity *= 2;}ps->a[ps->top] = x;ps->top++;
}

STPush 函数用于将元素插入栈顶。首先检查栈是否已满（即 top 等于 capacity ），如果已满，使用 realloc 将栈的容量扩大为原来的2倍。如果内存重新分配失败，打印错误信息并返回。然后将元素 x 插入到栈顶位置，并将栈顶位置 top 加1。

栈的删除

 
c// 栈的删除
void STPop(ST* ps)
{assert(ps);assert(!STEmpty(ps));    ps->top--;
}

STPop 函数用于从栈顶删除元素。首先检查栈是否为空，如果为空则使用 assert 断言报错。然后将栈顶位置 top 减1，相当于删除了栈顶元素。

栈的判空

 
c// 栈的判空
bool STEmpty(ST* ps)
{assert(ps);return ps->top == 0;
}STEmpty 函数用于检查栈是否为空。如果栈顶位置 top 为0，则返回 true ，否则返回 false 。栈的元素个数c// 栈的元素个数
int STSize(ST* ps)
{assert(ps);return ps->top;
}

STSize 函数返回栈中元素的个数，即栈顶位置 top 的值。

获取栈顶数据


c// 获取栈顶数据
typestk STTop(ST* ps)
{assert(ps);assert(!STEmpty(ps));return ps->a[ps->top - 1];
}

STTop 函数返回栈顶的元素，但不删除它。首先检查栈是否为空，如果为空则使用 assert 断言报错。然后返回栈顶位置 top - 1 处的元素。

利用栈实现括号匹配检查

 
cbool isValid(char* s)
{ST st;STInit(&st);while (*s){if (*s == '[' || *s == '(' || *s == '{'){STPush(&st, *s);}else{if (STEmpty(&st)){STDestory(&st);return false;}char top = STTop(&st);STPop(&st);if ((*s == ')' && top != '(') || (*s == ']' && top != '[') || (*s == '}' && top != '{')){STDestory(&st);return false;}}++s;}bool ret = STEmpty(&st);STDestory(&st);return ret;
}

isValid 函数用于检查给定字符串中的括号是否匹配。

初始化一个栈 st 。

遍历字符串 s ：

- 如果当前字符是左括号（ [ 、 ( 、 { ），将其压入栈中。

- 如果当前字符是右括号（ ] 、 ) 、 } ）：

- 检查栈是否为空，如果为空，说明没有匹配的左括号，返回 false 。

- 否则，获取栈顶元素并弹出栈，检查栈顶元素是否与当前右括号匹配。如果不匹配，返回 false 。

遍历结束后，如果栈为空，说明所有括号都匹配，返回 true ；否则返回 false 。最后销毁栈。