堆栈应用括号匹配实验
栈的实验报告结论(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解栈的基本概念和操作；2. 掌握栈的顺序存储和链式存储实现方法；3. 熟悉栈在程序设计中的应用。
二、实验内容1. 栈的顺序存储结构实现；2. 栈的链式存储结构实现；3. 栈的基本操作（入栈、出栈、判空、求栈顶元素）；4. 栈在程序设计中的应用。
三、实验方法1. 采用C语言进行编程实现；2. 对实验内容进行逐步分析，编写相应的函数和程序代码；3. 通过运行程序验证实验结果。
四、实验步骤1. 实现栈的顺序存储结构；（1）定义栈的结构体；（2）编写初始化栈的函数；（3）编写入栈、出栈、判空、求栈顶元素的函数；（4）编写测试程序，验证顺序存储结构的栈操作。
2. 实现栈的链式存储结构；（1）定义栈的节点结构体；（2）编写初始化栈的函数；（3）编写入栈、出栈、判空、求栈顶元素的函数；（4）编写测试程序，验证链式存储结构的栈操作。
3. 栈在程序设计中的应用；（1）实现一个简单的四则运算器，使用栈进行运算符和操作数的存储；（2）实现一个逆序输出字符串的程序，使用栈进行字符的存储和输出；（3）编写测试程序，验证栈在程序设计中的应用。
五、实验结果与分析1. 顺序存储结构的栈操作实验结果：（1）入栈操作：在栈未满的情况下，入栈操作成功，栈顶元素增加；（2）出栈操作：在栈非空的情况下，出栈操作成功，栈顶元素减少；（3）判空操作：栈为空时，判空操作返回真，栈非空时返回假；（4）求栈顶元素操作：在栈非空的情况下，成功获取栈顶元素。
2. 链式存储结构的栈操作实验结果：（1）入栈操作：在栈未满的情况下，入栈操作成功，链表头指针指向新节点；（2）出栈操作：在栈非空的情况下，出栈操作成功，链表头指针指向下一个节点；（3）判空操作：栈为空时，判空操作返回真，栈非空时返回假；（4）求栈顶元素操作：在栈非空的情况下，成功获取栈顶元素。
3. 栈在程序设计中的应用实验结果：（1）四则运算器：成功实现加、减、乘、除运算，并输出结果；（2）逆序输出字符串：成功将字符串逆序输出；（3）测试程序：验证了栈在程序设计中的应用。
栈的实现及应用实验原理
栈的实现及应用实验原理一、栈的实现栈是一种先进后出（FILO）的数据结构，它可以被用来实现许多算法和数据结构。
栈可以使用数组或链表来实现。
在这里，我将介绍一下基于数组的栈的实现原理。
1.1 基于数组的栈基于数组的栈实现非常简单，可以使用一个固定大小的数组来存储栈中的元素。
栈具有两个基本操作：压入（push）和弹出（pop）。
在基于数组的栈中，当一个元素压入栈时，它被放入数组的末尾（栈顶），而当一个元素弹出栈时，数组的末尾元素被移除，并返回给调用者。
1.2 实现细节在基于数组的栈中，我们需要跟踪栈顶元素的位置，通常通过一个指示栈顶索引的变量来实现。
当一个元素被压入栈时，我们将它放入数组的栈顶位置，并将栈顶索引加一；当一个元素被弹出栈时，我们将栈顶索引减一，并返回数组中当前栈顶索引位置的元素。
为了避免栈的溢出（stack overflow）或者栈的下溢（stack underflow），我们还需要处理一些边界情况。
例如，在压入元素前，我们需要检查是否数组已满；在弹出元素前，我们需要检查栈中是否有元素。
这些细节需要涵盖在栈的实现中，以保证栈的正确性和健壮性。
1.3 时间复杂度基于数组的栈的时间复杂度非常简单：压入和弹出元素的时间复杂度均为O(1)，因为它们只涉及数组末尾的操作。
对于数组的访问（取得栈顶元素）的时间复杂度也为O(1)。
二、栈的应用栈是一种非常重要的数据结构，它在编程中有着广泛的应用。
以下是栈的一些应用实例：2.1 逆波兰表达式逆波兰表达式是一种不包含括号的数学表达式，它使用操作符在操作数之间排列。
逆波兰表达式的计算可以通过栈来实现。
具体地，当遇到一个操作数时，将其压入栈中；当遇到一个操作符时，弹出栈顶的两个元素，并进行相应的计算，将结果压入栈中。
这样，最终栈中剩下的元素就是逆波兰表达式的计算结果。
2.2 括号匹配在编程中，括号匹配是一个非常常见的问题。
给定一个包含括号的字符串，我们需要判断其中的括号是否匹配。
解决括号匹配问题的思路方法和流程
解决括号匹配问题的思路方法和流程解决括号匹配问题的思路方法和流程引言括号匹配问题是编程中常见的问题，特别是在字符串处理和栈的应用中。
本文介绍了解决括号匹配问题的思路方法和流程，帮助读者更好地理解和解决这一问题。
思路方法和流程1.定义括号匹配问题：括号匹配问题指在一个字符串中判断左右括号是否合法匹配的问题。
2.基本思路：括号匹配问题可以使用栈的数据结构来解决。
我们可以遍历字符串，遇到左括号则入栈，遇到右括号则与栈顶元素比较，如果匹配则栈顶元素出栈，否则说明左右括号不匹配。
3.算法流程：–创建一个空栈，用于存储左括号。
–遍历字符串中的每一个字符。
–如果当前字符是左括号，则将其入栈。
–如果当前字符是右括号，则与栈顶元素比较。
–如果栈为空或栈顶元素与当前字符不匹配，则说明左右括号不匹配，返回 false。
–如果栈顶元素与当前字符匹配，则将栈顶元素出栈。
–遍历完字符串后，如果栈为空，则说明所有左右括号都匹配，返回 true；否则，返回 false。
4.代码示例（使用Python实现）：def is_valid_parentheses(s: str) -> bool: stack = []for c in s:if c == "(" or c == "{" or c == "[":(c)else:if not stack:return Falseif c == ")" and stack[-1] != "(":return Falseif c == "}" and stack[-1] != "{":return Falseif c == "]" and stack[-1] != "[":return False()return not stack5.复杂度分析：–时间复杂度：遍历字符串的时间复杂度为 O(n)，其中 n 为字符串的长度。
利用顺序栈解决括号匹配问题（c++）--数据结构
利⽤顺序栈解决括号匹配问题（c++）--数据结构题⽬：7-1 括号匹配（30 分)给定⼀串字符，不超过100个字符，可能包括括号、数字、字母、标点符号、空格，编程检查这⼀串字符中的( ) ,[ ],{ }是否匹配。
输⼊格式:输⼊在⼀⾏中给出⼀⾏字符串，不超过100个字符，可能包括括号、数字、字母、标点符号、空格。
输出格式:如果括号配对，输出yes，否则输出no。
输⼊样例1:sin(10+20)输出样例1:yes输⼊样例2:{[}]输出样例2:no分析：通过详读题⽬以及例题我们可以知道：程序会读⼊随机输⼊的⼀串字符串，⽽当只有 '('和')' 、'['和']' 、 '{'和'}'相匹配的时候输出“yes”，其他情况都会输出“no”。
这时候我们可以采⽤顺序栈的结构来解决这⼀个问题：将所有的左括号（即" ( 、[ 、{ "）存⼊栈中，遇到右括号（即" )、]、}"）时出栈，再判断两者是否匹配。
代码：#include<iostream>#include<string.h>using namespace std;//定义栈#define max_size 200//栈的最⼤容量typedef char datatype;typedef struct{datatype zhan[max_size];int top;//栈顶}stack;//栈的初始化void initial(stack &st){st.top = 0;}//类型为datatype的x⼊栈void push(stack &st, datatype x){//当栈顶和max_size相等时，栈满if(st.top == max_size){// cout<<"This stack has already full!";cout<<"no";exit(0);}else{st.zhan[st.top] = x;st.top++;}}//出栈char pop(stack &st){if(st.top == 0){// cout<<"This stack is empty!";cout<<"no";exit(0);}else{st.top--;return st.zhan[st.top];}}int main(){stack s;initial(s);/*输⼊字符串，并将字符串放到字符数组中，实现能够逐个扫描字符串中的字符，并且不跳过空格符*/string str;getline(cin, str);char ch[200]={'\0'};strcpy(ch,str.c_str());//flag标志状态 1为括号匹配，0为不匹配int flag=1;int i;for(i=0; ch[i]!='\0'; i++){//元素若为{，(，[则⼊栈if((ch[i] == '{' )|| (ch[i] =='[') || (ch[i] =='(')){push(s, ch[i]);}//元素若为}，)，]则出栈赋值给aelse if((ch[i] == '}') || (ch[i] ==']') || (ch[i] ==')')){char a;a = pop(s);//若a与ch[i]匹配，进⾏下⼀个字符扫描if((a == '{' && ch[i] == '}') || (a == '(' && ch[i] == ')') || (a == '[' && ch[i] == ']')){ continue;}else flag = 0;}}if(s.top != 0){ //当左括号多出没有与右括号匹配的时候（如：" {() "）flag = 0}if(flag == 0){cout<<"no";}else cout<<"yes";return0;}编程过程中遇到的问题：1. 在对字符串进⾏⼊栈操作时s.top（栈顶）的数值不增加，总为1错误代码如下：运⾏结果如下：这段代码对于初学者来说看上去逻辑和操作过程似乎都没有问题，同时也困扰了我许久，在参考了《数据结构（c语⾔版）》李云清等编著的教程后，我发现我犯了⼀个致命的低级错误：编程push函数的时候，传⼊的参数为 stack st ，是不具有返回的功能，也就意味着在 push 函数中对于 st.top++ 这个操作没有更改主函数中st.top的数值。
数据结构实验三栈和队列的应用
数据结构实验三栈和队列的应用数据结构实验三：栈和队列的应用在计算机科学领域中，数据结构是组织和存储数据的重要方式，而栈和队列作为两种常见的数据结构，具有广泛的应用场景。
本次实验旨在深入探讨栈和队列在实际问题中的应用，加深对它们特性和操作的理解。
一、栈的应用栈是一种“后进先出”（Last In First Out，LIFO）的数据结构。
这意味着最后进入栈的元素将首先被取出。
1、表达式求值在算术表达式的求值过程中，栈发挥着重要作用。
例如，对于表达式“2 ＋ 3 4”，我们可以通过将操作数压入栈，操作符按照优先级进行处理，实现表达式的正确求值。
当遇到数字时，将其压入操作数栈；遇到操作符时，从操作数栈中弹出相应数量的操作数进行计算，将结果压回操作数栈。
最终，操作数栈中的唯一值就是表达式的结果。
2、括号匹配在程序代码中，检查括号是否匹配是常见的任务。
可以使用栈来实现。
遍历输入的字符串，当遇到左括号时，将其压入栈；当遇到右括号时，弹出栈顶元素，如果弹出的左括号与当前右括号类型匹配，则继续，否则表示括号不匹配。
3、函数调用和递归在程序执行过程中，函数的调用和递归都依赖于栈。
当调用一个函数时，当前的执行环境（包括局部变量、返回地址等）被压入栈中。
当函数返回时，从栈中弹出之前保存的环境，继续之前的执行。
递归函数的执行也是通过栈来实现的，每次递归调用都会在栈中保存当前的状态，直到递归结束，依次从栈中恢复状态。
二、队列的应用队列是一种“先进先出”（First In First Out，FIFO）的数据结构。
1、排队系统在现实生活中的各种排队场景，如银行排队、餐厅叫号等，可以用队列来模拟。
新到达的顾客加入队列尾部，服务完成的顾客从队列头部离开。
通过这种方式，保证了先来的顾客先得到服务，体现了公平性。
2、广度优先搜索在图的遍历算法中，广度优先搜索（BreadthFirst Search，BFS）常使用队列。
从起始节点开始，将其放入队列。
栈和队列基本操作实验报告
实验二堆栈和队列基本操作的编程实现
【实验目的】
堆栈和队列基本操作的编程实现
要求：
堆栈和队列基本操作的编程实现（2学时，验证型），掌握堆栈和队列的建立、进栈、出栈、进队、出队等基本操作的编程实现，存储结构可以在顺序结构或链接结构中任选，也可以全部实现。
也鼓励学生利用基本操作进行一些应用的程序设计。
【实验性质】
验证性实验（学时数：2H）
【实验内容】
内容：
把堆栈和队列的顺序存储（环队）和链表存储的数据进队、出队等运算其中一部分进行程序实现。
可以实验一的结果自己实现数据输入、数据显示的函数。
利用基本功能实现各类应用，如括号匹配、回文判断、事物排队模拟、数据逆序生成、多进制转换等。
【实验分析、说明过程】
【思考问题】
链表存储：通过链表的存储可以实现链表中任意位置的插入元素，删除任意元素，可以实现无序进出。
2.还会有数据移动吗？为什么？
答:栈的顺序存储不会有数据移动，移动的只是指向该数据地址的指针。
3.栈的主要特点是什么？队列呢？
【实验小结】 (总结本次实验的重难点及心得、体会、收获)
【附录-实验代码】。
括号匹配问题 栈c语言
括号匹配问题栈c语言括号匹配问题是计算机科学领域中十分重要的一个主题，它可以在处理括号匹配问题中发挥作用。
括号匹配问题被广泛应用在计算机科学领域中，比如编译器，语法分析等领域。
要解决括号匹配问题，常用的方法之一就是使用栈数据结构来解决。
栈是一种非常简单而又十分有效的数据结构，它的特点是“后进先出”（LIFO），即一个元素最先被放入栈中，在任何情况下都会最后被取出。
因此，使用栈来解决括号匹配问题，是一种非常有效的方法。
那么，栈的c语言实现是怎样的呢？在c语言中，可以使用结构体来实现栈。
栈的结构体由以下三部分组成：Top指针，MaxSize和Data，其中Top指针表示栈顶元素的位置；MaxSize表示栈的最大存储容量；Data是存储栈内元素的数组。
栈的实现需要定义一些函数，比如push()和pop()函数，用于入栈和出栈的操作；isEmpty()函数，用于判断栈是否为空；isFull()函数，用于判断栈是否已满，以及压栈和出栈元素到栈顶等等。
接下来就是使用栈来解决括号匹配问题了。
首先，要判断输入的字符串中括号是否匹配，可以使用计数法来判断。
例如，如果字符串中出现“（”，就把计数器加1，若出现“）”，就把计数器减1；最后如果计数器为0，则说明字符串中括号是匹配的。
如果字符串的括号是匹配的，则可以使用栈来检验字符串中括号的匹配情况。
从字符串的第一个字符开始遍历，如果当前字符为“（”，则压进栈；如果当前字符为“）”，则出栈一个“（”，表示当前字符与栈中的“（”匹配；如果栈中没有“（”，则说明当前字符串中括号不匹配。
例如，“（（）（））”这个字符串，经过上述操作，最后栈空，说明括号是完全匹配的。
而“（（））（）”这个字符串，之后经过操作，栈中会剩一个“（”，说明括号不匹配。
总结以上就是括号匹配问题栈的c语言实现的内容，括号匹配问题是计算机领域中一个常见的问题，栈的c语言实现就是使用结构体定义栈，然后定义一些函数，来实现栈的入栈和出栈操作，最后通过计数法或者栈结构，来判断字符串中括号是否完全匹配。
编写一个括号匹配的检验的程序实习报告
编写一个括号匹配的检验的程序实习报告在计算机科学领域，括号匹配是一个常见的问题。
括号匹配指的是在一个字符串中，所有的括号都必须正确地成对出现。
如果所有的括号都能正确地匹配，那么该字符串是合法的；否则，该字符串是非法的。
在本次程序实习中，我设计并实现了一个括号匹配的检验程序。
首先，我对括号匹配的问题进行了深入的研究和分析。
我发现，括号匹配问题可以通过使用栈来解决。
栈是一种遵循后进先出原则的数据结构，在括号匹配问题中非常适用。
我使用了一个栈来存储左括号，并在遍历字符串时进行匹配操作。
接下来，我实现了一个简单而高效的括号匹配检验程序。
该程序可以接收一个字符串作为输入，并判断该字符串中的括号是否匹配。
我使用了编程语言（例如C++或Python）来实现该程序，具体的实现细节如下：1. 首先，我创建了一个空栈，用来存储左括号。
2. 然后，我遍历输入的字符串，逐个检查每个字符。
3. 如果当前字符是左括号（例如'('、'{'或'['），则将其推入栈中。
4. 如果当前字符是右括号（例如')'、'}'或']'），则检查栈是否为空。
如果栈为空，则字符串中的右括号没有相应的左括号，该字符串是非法的；如果栈不为空，则将栈顶的左括号弹出并与当前的右括号进行匹配。
如果两个括号不匹配，那么该字符串是非法的。
5. 最后，当遍历完整个字符串后，检查栈是否为空。
如果栈为空，则说明所有的左括号都有相应的右括号，该字符串是合法的；如果栈不为空，则说明字符串中存在未匹配的左括号，该字符串是非法的。
通过实现这个括号匹配的检验程序，我学到了许多关于栈的知识和算法设计的技巧。
此外，我也加深了对括号匹配问题的理解和掌握。
通过编写和调试这个程序，我提高了自己的编程能力和解决问题的能力。
总的来说，本次括号匹配的检验程序实习让我深入了解了括号匹配问题，并通过实际动手编写代码来解决这个问题。
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深圳大学实验报告课程名称：数据结构实验与课程设计实验项目名称：堆栈应用括号匹配实验学院：计算机与软件学院专业：未分指导教师：杨芳报告人：姜家祥学号：2013150387 班级：08实验时间：2013-10-9实验报告提交时间：2014-10-10教务处制一、实验目的掌握堆栈的基本原理掌握堆栈的存储结构掌握堆栈的进栈、弹栈、判断栈空的实现方法掌握应用堆栈实现括号匹配的原理和实现方法二、实验要求熟悉C++语言编程熟练使用C++语言实现堆栈的进栈Push、插入Pop、判断栈空等操作熟练使用堆栈实现括号匹配算法三、实验内容本次实验有两项内容：（一）堆栈应用括号匹配1、问题描述一个算术表达式中包括圆括号、方括号和花括号三种形式的括号编程实现判别表达式中括号是否正确匹配的算法2、算法顺序扫描算术表达式若算术表达式扫描完成，此时如果栈空，则正确返回(0)；如果栈未空，说明左括号多于右括号，返回(-3)从算术表达式中取出一个字符，如果是左括号(‘(‘或‘[‘或‘{‘)，则让该括号进栈(PUSH)如果是右括号(‘)‘或‘]‘或‘}‘)：⑵ 、如果栈为空，则说明右括号多于左括号，返回(-2)⑵、如果栈不为空，则从栈顶弹出(POP)一个括号：若括号匹配，则转1继续进行判断；否则，说明左右括号配对次序不正确，返回(-1)3、输入第一行：样本个数，假设为n。
第二到n+1行，每一行是一个样本（算术表达式串），共n个测试样本。
4、输入样本4{[(1+2)*3]-1}{[(1+2]*3)-1}(1+2)*3)-1}{[(1+2)*3-1]5、输出共有n行，每一行是一个测试结果，有四种结果：0：左右括号匹配正确{[(1+2)*3]-1}-1：左右括号配对次序不正确{[(1+2]*3)-1}-2：右括号多于左括号(1+2)*3)-1}-3：左括号多于右括号{[(1+2)*3-1]6、输出样本-1-2-3（二）数制转换1、问题描述对于任意十进制数转换为k进制，包括整数部分和小数部分转换。
整数部分采用除k求余法，小数部分采用乘k取整法例如x=19.125，求2进制转换整数部分19，小数部分0.12519 / 2 = 9 ... 10.125 * 2 = 0.25 09 / 2 = 4 ... 10.25 * 2 = 0.5 04 / 2 = 2 ... 0 0.5 * 2 = 1 (1)2 / 2 = 1 01 / 2 = 0 (1)所以整数部分转为 10011，小数部分转为0.001，合起来为10011.001提示整数部分可用堆栈，小数部分可用队列实现注意：必须按照上述方法来实现数制转换，其他方法0分2、输入第一行输入一个t，表示下面将有t组测试数据。
接下来每行包含两个参数n和k，n表示要转换的数值，可能是非整数；k表示要转换的数制，1<k<=163、输出对于每一组测试数据，每行输出转换后的结果，结果精度到小数点后3位4、输入样本219.125 215.125 165、输出样本10011.001F.200四、程序清单#include<iostream>using namespace std;#include<string>#define Max_Size 100typedef struct Stack{ //定义栈char base[Max_Size];int top;}Stack;void InitStack(Stack &S){ //构造空栈S.top=0;}int Push(Stack &S,char ch){ //元素进栈S.top++;S.base[S.top]=ch;return 1;}int Pop(Stack &S,char ch){ //元素出栈S.top--;ch=S.base[S.top];return 1;}int Empty(Stack &s,int n){if(s.top==0){return 1;}else{return 0;}}int Pipei(Stack &S,string S1){ //匹配int i,m=0,n=0,num=0,num1=0; char c,ch,ch1,ch2[100];InitStack(S);for(i=0;i<S1.length();i++){c=S1[i];if(c=='('||c==')'||c=='{'||c=='}'||c=='['||c==']')ch2[m++]=c;}//把字符组S1的括号复制到ch2中for(i=0;i<=m-1;i++){ch=ch2[i];if(ch=='('||ch=='{'||ch=='[')Push(S,ch);//左括号，进栈if(ch==')'||ch=='}'||ch==']'){num1++;if((ch==')'&&S.base[S.top]=='(')||(ch=='}'&&S.base[S.top]=='{')||(ch==']'&&S.base[S.top]== '['))Pop(S,ch1);//右括号匹配栈顶左括号，左括号出栈else{i=m-1;return -1;}//左右括号不匹配if(Empty(S,n)&&i<m-1)return -2;//右括号多于左括号}}if(!Empty(S,n))//左括号多于右括号return -3;if(Empty(S,n))//左右括号匹配return 0;}int main(){Stack S;string P;int t,x;//freopen("cin.txt","r",stdin);cin>>t;while(t--){cin>>P;x=Pipei(S,P);cout<<x<<endl;}return 0;}******************************************************************************* #include<iostream>using namespace std;#define Max_Value 100typedef struct Num{int base[Max_V alue];int top;}Num;void InitNum(Num &S){S.top=0;}int Push(Num &S,int a ){if(S.top>=Max_Value)return -1;S.top++;S.base[S.top]=a;return 1;}int Pop(Num &S,int &a){if(S.top<=0)return -1;a=S.base[S.top];S.top--;return 1;}int Empty(Num &S){if(S.top==0)return 1;elsereturn 0;}void Num_1(Num &S,int a,int k){InitNum(S);int e;while(a){Push(S,a%k);a=a/k;}while(!Empty(S)){Pop(S,e);if(e>=10)cout<<char(e%10+65);elsecout<<e;}}void Num_2(Num &S,double a,int k){InitNum(S);int b,i,e,j=0;for(i=0;i<3;i++){Push(S,a*k);b=a*k;a=a*k-b;}for(j=1;j<=3;j++){if(S.base[j]>=10)cout<<char(S.base[j]%10+65);elsecout<<S.base[j];}}int main(){int t,k,m;double a,n;Num S;//freopen("cin1.txt","r",stdin);cin>>t;while(t--){cin>>a>>k;m=a;n=a-m;Num_1(S,m,k);cout<<".";Num_2(S,n,k);cout<<endl;}return 0;}五、程序运行时截图六、实验心得与体会（实验中遇到的问题及解决方案，或写点感想）对于第一题，感觉还好，就是有时候感觉有点混，第二题较麻烦，问题大大小小不断，慢慢调试，查看，百度2、教师批改学生实验报告时间应在学生提交实验报告时间后10日内。
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