C语言判断输入的字符串中括号是否成对匹配

1-15题

C语言基础例题1-3题-指针篇
C语言基础例题4-5题-二维数组篇
C语言基础例题6-7题-结构体篇
C语言基础例题8-9题-大作业篇
C语言基础例题10-11题-计算数字个数
C语言基础例题12题-链表
C语言基础例题13题-字符串逆序
C语言基础例题14-15题-三阶行列式

题目 16

编写一个C程序，实现括号匹配检查的功能。给定一个只包含圆括号（‘(’ 和 ‘)’）的字符串，使用栈结构判断这个字符串中的括号是否有效，即每一个 ‘(’ 都有与之对应的 ‘)’，并且括号的顺序是正确的。

下面是 Stack 结构体的定义，用于存储整数类型的数据，模拟栈结构：

typedef struct {
    int capacity;
    int *data;
    int top;
} Stack;

int capacity： 这个成员变量表示栈的容量。

int *data： 用于实际存储栈中的元素。

int top： 栈顶指针（或称为栈顶索引）。

实现以下函数：

初始化栈：void initStack(Stack *s, int size);
入栈操作：bool push(Stack *s, int item); 这里入栈元素为 1 表示遇到左括号 ‘(’。
出栈操作：int pop(Stack *s); 出栈时不关心具体值，仅确认是否能成功出栈。
判断栈是否为空：bool isEmpty(Stack *s);

bool isBalancedParentheses(char *expr);

输入参数：一个以’\0’结尾的字符数组 expr，表示待检查的括号字符串。

该函数逻辑：
遍历输入的字符串，当遇到左括号时入栈。
当遇到右括号时，检查栈是否为空；若非空，则弹出栈顶元素（假设它是左括号），否则说明不匹配。
遍历结束后，如果栈为空，则说明所有括号都正确匹配，返回true；如果有剩余的左括号未被匹配，则返回false。

测试用例
test_case_1: 输入 “()”，预期输出：匹配
test_case_2: 输入 “(())”，预期输出：匹配
test_case_3: 输入 “(()())”，预期输出：匹配
test_case_4: 输入 “((()))”，预期输出：匹配
test_case_5: 输入 “)(”，预期输出：不匹配
test_case_6: 输入 “()(”，预期输出：不匹配
test_case_7: 输入 “(()”，预期输出：不匹配
test_case_8: 输入 “))(”，预期输出：不匹配

题目 16 参考答案 1

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef struct
{
    int capacity;
    int *data;
    int top;
} Stack;
void initStack(Stack *s, int size);
int push(Stack *s,int item);
int pop(Stack *s);
int isEmpty(Stack *s);
int isBalancedParentheses(char *expr);
int main(void)
{
    if (isBalancedParentheses("()(])"))
        printf("匹配");
    else
        printf("不匹配");
    getchar();
    getchar();
    return 0;
}
void initStack(Stack *s, int size)
{
    s->data = (int *)malloc(sizeof(int) * size);
    s->capacity = size;
    s->top = -1;
}
int push(Stack *s,int item)
{
    if (s->top + 1 == s->capacity)
        return 0;
    s->data[++s->top] = item;
    return 1;
}
int pop(Stack *s)
{
    if (isEmpty(s))
        return 0;
    s->top--;
}
int isEmpty(Stack *s)
{
    if (s->top == -1)
        return 1;
    return 0;
}
int isBalancedParentheses(char *expr)
{
    Stack s;
    initStack(&s, 5);
    while (*expr != '\0')
    {
        if (*expr == '(')
            push(&s,1);
        else if (*expr == ')')
            pop(&s);
        expr++;
    }
    if (isEmpty(&s))
        return 1;
    return 0;
}

题目 16 参考答案 2

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include<string.h>

typedef struct
{
    int capacity;
    int *data;
    int top;
} Stack;

void initStack(Stack *s, int size)
{
    s->capacity = size;
    s->data = (int *)malloc(s->capacity * sizeof(int));
    if (!s->data)
    {
        printf("内存申请失败.\n");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    s->top = -1;
}

int push(Stack *s, int item)
{
    if (s->top >= (s->capacity - 1))
    {
        printf("栈溢出.\n");
        return 0;
    }
    s->top++;
    s->data[s->top] = item;
    return 1;
}

int pop(Stack *s)
{
    if (s->top < 0)
    {
        printf("栈下溢. 不能从空栈中出栈.\n");
        return 0;
    }
    s->top--;
    return 1;
}

int isEmpty(Stack *s)
{
    return s->top == -1;
}

int isBalancedParentheses(char *expr)
{
    Stack s;
    initStack(&s, strlen(expr));

    for (int i = 0; expr[i] != '\0'; ++i)
    {
        if (expr[i] == '(')
        {
            push(&s, 1);
        }
        else if (expr[i] == ')')
        {
            if (isEmpty(&s))
            {
                return 0;
            }
            pop(&s);
        }
    }

    return isEmpty(&s);
}

int main()
{
    char expr1[] = "()(])";
    if (isBalancedParentheses(expr1))
    {
        printf("表达式: %s\n", expr1);
        printf("匹配.\n");
    }
    else
    {
        printf("不匹配.\n");
    }
    getchar();
    getchar();
    return 0;
}