C语言 用栈检验平衡符号

一、概述

以下文字摘自《数据结构与算法分析 C语言描述》

​ 编译器检查程序的语法错误，但是常常由于缺少一个符号（如遗漏一个花括号或注释起始符）引起编译器列出上百行的诊断，而真正的错误并没有找出。

​ 在这种情况下，可以使用一个程序来检验是否每个符号都成对出现。于是，每一个右花括号、右方括号及右圆括号必然对应其相应的左括号。序列 “[()]” 是合法的，但 “[()]” 是错误的。显然，不值得为此编译一个大型程序，事实上检验这些事情是很容易的。为简单起见，我们仅就圆括号、方括号、和花括号进行检验并忽略出现的任何其他字符。

​ 这个简单的算法用到一个栈，叙述如下：

​ 做一个空栈。读入字符直到文件尾。如果字符是一个开放符号，则将其推入栈中。如果字符是一个封闭符号，则当栈空时报错；否则，将栈元素弹出。如果弹出的符号不是对应的开放符号，则报错。在文件尾，如果栈非空则报错。

二、实现

需要用到的栈的基本ADT都已经完成了，重点是如何判断一对括号。我的方法是ASCII码判断，如果左右两个括号的ASCII码加起来是81、184或248，那么它们就是一对括号。

/**
 * @file balance_symbol.c
 * @date 2022-03-16
 * @author James Wang (pineapple_cpp@163.com)
 * 
 * @brief Stack application -- balance symbol
 */
 
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
 
#include "stack_array.h"
 
#define max_element 20
 
#define fatal_error(str) fprintf(stderr, "%s\n", str), exit(EXIT_FAILURE)
 
int main(void)
{
	FILE *file;
	int ch;
	char *file_path =
		"/home/pineapple/codes/c-project/dsaa/stack/balance_symbol.txt";
 
	if ((file = fopen(file_path, "r")) == NULL)
		fatal_error("File is not exist!");
 
	Stack stack = StackInit(max_element);
 
	// Traverse file characters
	while ((ch = getc(file)) != EOF) {
		if (ch == '{' || ch == '[' || ch == '(')
			StackPush(stack, ch);
		else {
			int top = StackTopAndPop(stack);
			int sum = top + ch;
			// '(' + ')' = 81, '[' + ']' = 184, '{' + '}' = 248
			if (sum == 81 || sum == 184 || sum == 248)
				continue;
			else
				fatal_error(
					"Fatal error: symbol is not balance.");
		}
	}
 
	if (!StackIsEmpty(stack))
		fatal_error("Fatal error: stack is not empty.");
 
	StackDispose(stack);
	fclose(file);
 
	return EXIT_SUCCESS;
}

具体的栈ADT就不列出了，详细代码在https://github.com/james-wangx/dsaa/tree/master/stack

情况可以分为四种：

• {[()]}：检验正常，没有任何输出

• {[(]]}：非平衡符号，输出

  Fatal error: symbol is not balance.

• {[()]}}：右括号多于左括号，输出

  Stack is empty.
  Fatal error: symbol is not balance.

• {{[()]}：左括号多余右括号，输出

  Fatal error: stack is not empty.

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