【C/C++】棧的應用—分隔符匹配算法

一、算法描述

首先需要提前知道的是，常見分隔符有{ }/* */，它們的使用是循環嵌套的，如果嵌套多層，那麼左分隔符將會一直壓棧，直到遇到第一個右分隔符。

如果分隔符是匹配的，那麼棧頂的左分隔符，就是與之匹配的。例如{[()]},左分隔符入棧，棧頂是’(’,那麼遇到的第一個右分隔符就是’)’，如果不是就匹配失敗。

算法描述：

（1）從左到右讀取字符，每次讀取一個字符，若判定爲是左分割符，則將它壓入棧；

（2）當讀取到一個右分割符時，則彈出棧頂 的左分隔符，並判定它是否和此右分隔符匹配，若它們不匹配，則匹配失敗，函數返回false；

（3）若棧一直存在沒有被彈出的左分隔符，即左分隔符多餘，則匹配失敗，函數返回false；

（4）若所有的字符都匹配，那麼棧頂一直彈出，直到棧爲空。等到讀入結束後，棧就爲空，則表示匹配成功，函數返回true

即只有當棧爲空才返回true，其他情況均不匹配，返回false

二、 實現代碼

#include <iostream>
#include <stack>
using namespace std;

bool delimiterMatching(char* file);//定義判斷分隔符是否匹配的函數

int main()
{
	char fileName[50];//定義字符數組

	cout << "Enter a statement (Ex. s=t[5]+x/(m*(n+y));   : ";
	cin >> fileName;

	if (delimiterMatching(fileName))//將fileName傳入delimiterMatching函數
		cout << endl << "Matching success." << endl;
	else
		cout << endl << "Matching failure." << endl;
}

bool delimiterMatching(char* file)
{
	stack<char> var;//定義一個棧
	int counter = 0;//計數
	char ch, temp, popd;//ch儲存字符的變量，temp暫時儲存字符的變量，popd暫時儲存棧頂部元素

	do {
		ch = file[counter];//file的第一個字符
		if (ch == '(' || ch == '[' || ch == '{')//如果該字符爲左分隔符
		{
			var.push(ch);//將ch壓入棧
		}
		else if (ch == '/')//如果該字符爲左分隔符
		{
			temp = file[counter + 1];//獲取‘/’的下一個字符
			if (temp == '*')//下一個字符爲‘*’，就是註釋，需要尋找匹配
			{
				var.push(ch);//將‘/’壓入棧
				counter++;
			}
			else//如果是其他的字符，不壓棧
			{
				counter++;//下一個字符
				continue;//回到循環開始
			}
		}
		else if (ch == ')' || ch == ']' || ch == '}') //如果該字符爲右分隔符
		{
			popd = var.top();//返回棧頂部元素
			var.pop();//棧頂部元素出棧，棧中元素-1

			if ((ch == ')' && popd != '(') || (ch == ']' && popd != '[') || (ch == '}' && popd != '{'))//如果ch和彈出的分隔符不匹配，就報告錯誤
				return false;
		}
		else if (ch == '*')//如果該字符爲右分隔符
		{
			temp = file[counter + 1];//獲取下一個字符
			popd = var.top();//返回棧頂部的元素
			var.pop();//棧頂部元素出棧

			if (temp == '/')//如果下一個字符爲‘/’，則爲註釋的後半部分，需要尋找匹配
			{
				if (popd == '/')//如果匹配成功
				{
					counter++;//下一個字符
					continue;//回到循環開始
				}
				else//匹配不成功，報告錯誤
				{
					return false;
					break;
				}
			}
			else//不是則重新循環 - 爲*運算符
			{
				var.push(popd);//歸還出棧的頂部元素
				counter++;//下一個字符
				continue;//回到循環開始
			}
		}
		counter++;//字符不符合以上要求跳過，進行下一個字符的判斷
	} while (ch != '\0');//當遇到空字符，終止循環

	if (var.empty())//如果棧爲空，則正確匹配，返回true
		return true;
	else
		return false;
}

需要注意的是：對於有多種用處的字符，需要對其進行額外的判斷，例如：*和/，既可以是算術運算符，也可以是註釋裏的符號。因此上面的判斷函數中，就判斷其是不是註釋的分隔符，如果不是就跳過，因爲運算符不是分隔符。

三、運行效果

如有不足之處，還望指正 ¹。

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