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：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define Error(Str) fprintf(stderr,"%s\n",Str),exit(1)

struct Node
{
char elem;
struct Node *next;
};//栈的链表实现

typedef struct Node *Stack;

int CheckSymbol(Stack S);//检测平衡符号的函数

Stack CreateStack(void);/*创建一个空栈*/
void MakeEmpty(Stack);

int IsEmpty(Stack);//测试栈是否是空栈
void Push(char ,Stack);//入栈
void Pop(Stack);//出栈
char Top(Stack);//获取栈顶元素
void DisposeStack(Stack);//销毁栈

int main()
{
Stack S;
S=CreateStack();
if(CheckSymbol(S))
printf("wrong\n");
else
printf("right\n");

DisposeStack(S);
return(0);
}
int CheckSymbol(Stack S)
{
char ch;
printf("input characters as {,} or (,)or [,] \n");
printf("and # to quit\n");
while((ch=getchar())!='#')//输入平衡字符
{
if(ch=='{'||ch=='['||ch=='(') /*开放符号*/
Push(ch,S);
else if(ch=='}'||ch==']'||ch==')') /*封闭符号*/
{
if(IsEmpty(S)) /*栈里无字符*/
Error("stack is empty.");
else
{

switch(ch)
{
case '}':
if(Top(S)!='{')//不匹配
Error("not match");
else
break;//匹配成功

case ')':
if(Top(S)!='(')
Error("not match");
else
break;

case ']':
if(Top(S)!='[')
Error("not match");
else
break;
}
/*匹配成功，将栈中匹配成功的符号弹出*/
Pop(S);
}
}

}
if(!IsEmpty(S))//如果最后栈里还有字符，则说明未匹配完，即出错
Error("the stack is not empty last");
else
return 0;//成功
}

/*栈的基本操作--链表实现*/

Stack CreateStack(void)             //创建空栈
{
Stack S;
S=(Stack )malloc(sizeof(struct Node));
if(S==NULL)
Error("out of space");
S->next=NULL;
MakeEmpty(S);
return S;
}

void MakeEmpty(Stack S)
{
if(S==NULL) //未创建栈
Error("must usr CreateStack first");
else
while(!IsEmpty(S))
Pop(S);
}

void Push(char ch,Stack S)
{
Stack tmp;
tmp=(Stack)malloc(sizeof(struct Node));
if(tmp==NULL)
Error("out of space");
else
{
tmp->elem=ch;
tmp->next=S->next;
S->next=tmp;
}
}            // 压栈

void Pop(Stack S)
{
Stack tmp;
if(IsEmpty(S))
Error("empty stack");
else
{
tmp=S->next;
S->next=tmp->next;
free(tmp);
}
}      //从栈弹出元素

char Top(Stack S)
{
if(!IsEmpty(S))
return S->next->elem;
Error("empty stack.");
return 0;
}        //返回栈顶元素

void DisposeStack(Stack S)
{
if(S==NULL)
Error("no stack");
MakeEmpty(S);
free(S);
}          //释放栈
int IsEmpty(Stack S)
{
return(S->next==NULL);
}          //测试栈是否空栈