C语言栈实现：有效括号匹配算法详解

本篇文章主要讨论的是在C语言中使用栈数据结构来解决“左右括号匹配”问题。题目要求我们设计一个程序，给定一个仅包含括号 '(', ')', '{', '}', '[' 和 ']' 的字符串，判断这个字符串中的括号是否能正确配对。有效括号序列需要满足以下两个条件： 1. 相同类型的匹配：每个左括号必须由与其类型相同的右括号关闭。例如，'(' 必须与 ')' 配对，'{' 必须与 '}' 配对，依次类推。 2. 正确的顺序：括号必须按照它们在原始字符串中的顺序正确地闭合。例如，不能先出现 ')' 后出现 '('，或者先出现 '}' 后出现 '{'。 文章提供了一些示例来帮助理解： - 示例1: 输入 "()"，输出 true，因为括号成对出现且顺序正确。 - 示例2: 输入 "()[]{}", 输出 true，所有括号都按照正确的顺序和类型配对。 - 示例3: 输入 "(]", 输出 false，因为缺少与 ']' 匹配的左括号 '('。 - 示例4: 输入 "([)]"，输出 false，因为左括号 '(' 没有对应的右括号 ')'。 - 示例5: 输入 "{[]}", 输出 true，所有括号配对且顺序正确。 文章的核心知识点包括： - 定义了一个栈结构，包含一个动态数组 `_data` 存储括号，以及变量 `_size` 表示当前栈顶元素的位置，`_capacity` 用于记录栈的当前容量。 - `checkCapcity` 函数用于检查栈是否已满，如果满则扩大栈的容量。 - `StackInit` 函数用于初始化栈，分配内存并设置初始状态。 - `StackPush` 函数用于向栈中添加元素，确保有足够的空间。 - `StackPop` 函数用于移除栈顶元素。 - `StackTop` 函数获取栈顶元素。 - `StackEmpty` 函数判断栈是否为空，用于后续操作。 在实现解决方案时，我们需要遍历输入字符串，对于每个遇到的左括号，将其压入栈中。然后，每当遇到一个右括号时，检查栈顶元素是否为该右括号的对应左括号。如果是，则弹出栈顶元素；如果不是或栈为空，则表示括号配对错误。遍历结束后，如果栈为空且所有左括号都被正确匹配，则字符串有效，反之则无效。 本文介绍了如何使用C语言中的栈数据结构来解决括号匹配问题，包括栈的基本操作以及如何利用这些操作来验证括号的有效性。这对于理解和实践C语言中的数据结构和算法有着重要的指导意义。