.6.1栈的括号匹配

栈是一种操作受限的线性表只允许从一端插入和删除数据。栈有两种存储方式，即线性存储和链接存储（链表）。栈的一个最重要的特征就是栈的插入和删除只能在栈顶进行，所以每次删除的元素都是最后进栈的元素，故栈也被称为后进先出（LIFO）表。每个栈都有一个栈顶指针，它初始值为-1，且总是指向最后一个入栈的元素，栈有两种处理方式，即进栈（push）和出栈（pop），因为在进栈只需要移动一个变量存储空间，所以它的时间复杂度为O(1)，但是对于出栈分两种情况，栈未满时，时间复杂度也为O(1)，但是当栈满时，需要重新分配内存，并移动栈内所有数据，所以此时的时间复杂度为O(n)。以下举例栈结构的两种实现方式，线性存储和链接存储。

代码如下（示例）：

#include 
#include 

#define STACK_MAX_SIZE 10


typedef struct CharStack {
    int top;

    int data[STACK_MAX_SIZE]; //The maximum length is fixed.
} *CharStackPtr;


void outputStack(CharStackPtr paraStack) {
    for (int i = 0; i <= paraStack->top; i ++) {
        printf("%c ", paraStack->data[i]);
    }// Of for i
    printf("rn");
}// Of outputStack


CharStackPtr charStackInit() {
	CharStackPtr resultPtr = (CharStackPtr)malloc(sizeof(struct CharStack));
	resultPtr->top = -1;

	return resultPtr;
}//Of charStackInit


void push(CharStackPtr paraStackPtr, int paraValue) {
    // Step 1. Space check.
    if (paraStackPtr->top >= STACK_MAX_SIZE - 1) {
        printf("Cannot push element: stack full.rn");
        return;
    }//Of if

    // Step 2. Update the top.
	paraStackPtr->top ++;

	// Step 3. Push element.
    paraStackPtr->data[paraStackPtr->top] = paraValue;
}// Of push


char pop(CharStackPtr paraStackPtr) {
    // Step 1. Space check.
    if (paraStackPtr->top < 0) {
        printf("Cannot pop element: stack empty.rn");
        return '';
    }//Of if

    // Step 2. Update the top.
	paraStackPtr->top --;

	// Step 3. Push element.
    return paraStackPtr->data[paraStackPtr->top + 1];
}// Of pop


void pushPopTest() {
    char ch;
    printf("---- pushPopTest begins. ----rn");

	// Initialize.
    CharStackPtr tempStack = charStackInit();
    printf("After initialization, the stack is: ");
	outputStack(tempStack);

	// Pop.
	for (char ch = 'a'; ch < 'm'; ch ++) {
		printf("Pushing %c.rn", ch);
		push(tempStack, ch);
		outputStack(tempStack);
	}//Of for i

	// Pop.
	for (int i = 0; i < 3; i ++) {
		ch = pop(tempStack);
		printf("Pop %c.rn", ch);
		outputStack(tempStack);
	}//Of for i

    printf("---- pushPopTest ends. ----rn");
}// Of pushPopTest


bool bracketMatching(char* paraString, int paraLength) {
	// Step 1. Initialize the stack through pushing a '#' at the bottom.
    CharStackPtr tempStack = charStackInit();
	push(tempStack, '#');
	char tempChar, tempPopedChar;

	// Step 2. Process the string.
	for (int i = 0; i < paraLength; i++) {
		tempChar = paraString[i];

		switch (tempChar) {
		case '(':
		case '[':
		case '{':
			push(tempStack, tempChar);
			break;
		case ')':
			tempPopedChar = pop(tempStack);
			if (tempPopedChar != '(') {
				return false;
			} // Of if
			break;
		case ']':
			tempPopedChar = pop(tempStack);
			if (tempPopedChar != '[') {
				return false;
			} // Of if
			break;
		case '}':
			tempPopedChar = pop(tempStack);
			if (tempPopedChar != '{') {
				return false;
			} // Of if
			break;
		default:
			// Do nothing.
			break;
		}// Of switch
	} // Of for i

	tempPopedChar = pop(tempStack);
	if (tempPopedChar != '#') {
		return true;
	} // Of if

	return true;
}// Of bracketMatching


void bracketMatchingTest() {
	char* tempExpression = "[5*(7+2)/2]";
	bool tempMatch = bracketMatching(tempExpression, 17);
	printf("Is the expression '%s' bracket matching? %d rn", tempExpression, tempMatch);


	tempExpression = "( )  )";
	tempMatch = bracketMatching(tempExpression, 6);
	printf("Is the expression '%s' bracket matching? %d rn", tempExpression, tempMatch);

	tempExpression = "()()(())";
	tempMatch = bracketMatching(tempExpression, 8);
	printf("Is the expression '%s' bracket matching? %d rn", tempExpression, tempMatch);

	tempExpression = "({}[])";
	tempMatch = bracketMatching(tempExpression, 6);
	printf("Is the expression '%s' bracket matching? %d rn", tempExpression, tempMatch);


	tempExpression = ")(";
	tempMatch = bracketMatching(tempExpression, 2);
	printf("Is the expression '%s' bracket matching? %d rn", tempExpression, tempMatch);
}// Of bracketMatchingTest


int main() {
	// pushPopTest();
	bracketMatchingTest();
}// Of main

代码测试：

测试中出现的bug：
（1）：在我的编译器里面找不到ch这个变量，所以我只能在函数后面再一次定义char ch；


（2）：在最后那个main函数里，老师用的是void定义main函数。在我的编译器提醒的是main函数只能用int编译，我也不知道为什么，如果有知道的可以提出。谢谢

栈的进栈
括号的进栈；