C語言演算法：驗證大括號配對是否正確

堆疊應用經典：括號匹配驗證

驗證程式碼中大括號 {} 是否正確配對，是編譯器語法分析的基礎功能，也是堆疊資料結構的經典應用場景。

原始程式碼分析與修正

原始程式碼存在邏輯錯誤，以下是修正後的完整版本：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

#define MAX_SIZE 100

// 使用堆疊驗證括號匹配
int validateBraces(const char *str) {
    char stack[MAX_SIZE];
    int top = -1;
    
    for (int i = 0; str[i] != '\0'; i++) {
        if (str[i] == '{') {
            // 遇到左括號，壓入堆疊
            if (top >= MAX_SIZE - 1) {
                printf("錯誤：括號嵌套層級過深\n");
                return 0;
            }
            stack[++top] = '{';
        } else if (str[i] == '}') {
            // 遇到右括號，檢查堆疊是否為空
            if (top == -1) {
                printf("錯誤：第 %d 字符處出現多餘的右括號\n", i + 1);
                return 0;
            }
            top--; // 配對成功，彈出堆疊
        }
    }
    
    // 遍歷結束後，堆疊應為空
    if (top == -1) {
        printf("括號匹配成功！\n");
        return 1;
    } else {
        printf("錯誤：有 %d 個左括號未閉合\n", top + 1);
        return 0;
    }
}

int main() {
    char input[MAX_SIZE];
    
    printf("請輸入要檢查的字符串（僅檢查大括號）: ");
    // 使用 fgets 讀取整行，包含空格
    if (fgets(input, MAX_SIZE, stdin) == NULL) {
        printf("輸入讀取失敗\n");
        return 1;
    }
    
    // 移除 fgets 讀取的換行符
    input[strcspn(input, "\n")] = '\0';
    
    validateBraces(input);
    return 0;
}

演算法核心邏輯

1. 遇到左括號 {：壓入堆疊，記錄待匹配的左括號
2. 遇到右括號 }：若堆疊為空 → 多餘右括號（錯誤）；否則彈出堆疊頂元素（配對成功）
3. 遍歷結束：若堆疊非空 → 有左括號未閉合（錯誤）；空 → 完全匹配

原始碼錯誤分析

• 邏輯倒置：原碼中 j++ 和 j-- 操作反了，導致判斷錯誤
• 輸入限制：scanf("%s") 遇空格截斷，無法處理含空格的程式碼片段
• 無錯誤位置回報：無法指出具體錯誤位置

擴展：支援多種括號

實際編譯器需同時驗證 ()、[]、{}，可擴展堆疊存儲字符類型，遇右括號時檢查堆疊頂是否為對應左括號。