括号匹配的检验
[问题描述]
假设表达式中允许有两种括号：圆括号和方括号，其嵌套的顺序随意，即（（）[ ]）或
[（[ ] [ ]）]等为正确格式，[（ ]）或（（（]均为不正确的格式。检验括号是否匹配的方法可用“期待的紧迫程度”这个概念来描述。例如：考虑下列的括号序列： [ ( [ ] [ ] ) ] 1 2 3 4 5 6 7 8
当计算机接受了第1个括号以后，他期待着与其匹配的第8个括号的出现，然而等来的却是第2个括号，此时第1个括号“[”只能暂时靠边，而迫切等待与第2个括号相匹配的 第7个括号“）”的出现，类似的，因只等来了第3个括号“[”，此时，其期待的紧迫程度较第2个括号更紧迫，则第2个括号只能靠边，让位于第3个括号，显然第3个括号的期待紧迫程度高于第2个括号，而第2个括号的期待紧迫程度高于第1个括号；在接受了第4个括号之后，第3个括号的期待得到了满足，消解之后，第2个括号的期待匹配就成了最急迫的任务了，?? ，依次类推。可见这个处理过程正好和栈的特点相吻合。
[基本要求]
读入圆括号和方括号的任意序列，输出“匹配”或“此串括号匹配不合法”。
[测试数据]
输入（[ ]（）），结果“匹配”
输入 [（ ）]，结果“此串括号匹配不合法”
[实现提示]
设置一个栈，每读入一个括号，若是左括号，则作为一个新的更急迫的期待压入栈中；若是右括号，并且与当前栈顶的左括号相匹配，则将当前栈顶的左括号退出，继续读下一个括号，如果读入的右括号与当前栈顶的左括号不匹配，则属于不合法的情况。在初始和结束时，栈应该是空的。
[选作内容]
考虑增加大括号的情况。
停车场管理
[问题描述]
设停车场内只有一个可停放n辆汽车的狭长通道，且只有一个大门可供汽车进出。汽车在停车场内按车辆到达时间的先后顺序，依次由北向南排列（大门在最南端，最先到达的第一辆车停放在车场的最北端），若车场内已停满n辆汽车，则后来的汽车只能在门外的便道上等候，一旦有车开走，则排在便道上的第一辆车即可开入；当停车场内某辆车要离开时，在它之后开入的车辆必须先退出车场为它让路，待该辆车开出大门外，其它车辆再按原次序进入车场，每辆停放在车场的车在它离开停车场时必须按它停留的时间长短交纳费用。试为停车场编制按上述要求进行管理的模拟程序。
[测试数据]
设n=2,输入数据为：（‘A’，1，5），（‘A’，2，10），（‘D’，1，15），（‘A’，3， 20），
（‘A’，4，25），（‘A’，5，30），（‘D’，2，35），（‘D’，4，40），（‘E’，0，0）。每一组输入数据包括三个数据项：汽车“到达”或“离去”信息、汽车牌照号码及到达或离去的时刻，其中，‘A’表示到达；‘D’表示离去，‘E’表示输入结束。
[基本要求]
以栈模拟停车场，以队列模拟车场外的便道，按照从终端读入的输入数据序列进行模拟管理。每一组输入数据包括三个数据项：汽车“到达”或“离去”信息、汽车牌照号码及到达或离去的时刻，对每一组输入数据进行操作后的输出数据为：若是车辆到达，则输出汽车在停车场内或便道上的停车位置；若是车离去；则输出汽车在停车场内停留的时间和应交纳的费用（在便道上停留的时间不收费）。栈以顺序结构实现，队列以链表实现。
[实现提示]
需另设一个栈，临时停放为给要离去的汽车让路而从停车场退出来的汽车，也用顺序存储结构实现。输入数据按到达或离去的时刻有序。栈中每个元素表示一辆汽车，包含两个数据项：汽车的牌照号码和进入停车场的时刻。
[选作内容]
（1） 两个栈共享空间，思考应开辟数组的空间是多少？
（2） 汽车可有不同种类，则它们的占地面积不同，收费标准也不同，如1辆客车和1.5辆小汽车的占地面积相同，1辆十轮卡车占地面积相当于3辆小汽车的占地面积。
（3） 汽车可以直接从便道上开走，此时排在它前面的汽车要先开走让路，然后再依次排到队尾。 （4） 停放在便道上的汽车也收费，收费标准比停放在停车场的车低，请思考如何修改结构以满足这种要求。
实习三 串及其应用
本次实习的目的是熟悉串类型的实现方法和文本模式匹配方法，熟悉一般文字处理软件的设计方法，较复杂问题的分解求精方法，在第二次实习的基础上，进一步强化这样一个观念：程序是数据结构结合定义在其上的操作，此外还希望起到训练合作能力和熟悉文件操作的目的。本次实习的难度较大。
文学研究助手
[问题描述]
文学研究人员需要统计某篇英文小说中某些形容词的出现次数和位置。试写一个实现这一目标的文字统计系统，称为“文学研究助手”。
[基本要求]
英文小说存于一个文本文件中。待统计的词汇集合要一次输入完毕，即统计工作必须在程序的一次运行之后就全部完成。程序的输出结果是每个词的出现次数和出现位置所在行的行号，格式自行设计。
[测试数据]
以你的源程序模拟英文小说，程序语言保留字集作为待统计的词汇集。
[实现提示]
设小说中的词汇一律不跨行。这样，每读入一行，就统计每个词在这行中的出现次数。出现位置所在行的行号可以用链表存储。若某行中出现了不止一次，不必存多个相同的行号。
如果读者希望达到选作部分（1）和（2）所提出的要求，则首先应把KMP算法改写成如下的等价形式，再将它推广到多个模式的情形。
[选作内容]
（1） 模式匹配要基于KMP算法。
（2） 整个统计过程中只对小说文字扫描一遍以提高效率。
（3） 假设小说中的每个单词或者从行首开始，或者前置以一个空格符。利用单词匹配特点另写一个高效的统计程序，与KMP算法统计程序进行效率比较。
（4） 推广到更一般的模式集匹配问题，并设待查模式串可以跨行（提示：定义操作getachar）
简单行编辑程序
[问题描述]
文本编辑程序是利用计算机进行文字加工的基本软件工具，实现对文本文件的插入、删除等修改操作。限制这些操作以行为单位进行的编辑程序称为行编辑程序。
被编辑的文本文件可能很大，全部读入编辑程序的数据空间（内存）的做法既不经济，也不总能实现。一种解决方法是逐段地编辑。任何时刻只把待编辑文件的一段放在内存，称为活区。试按照这种方法实现一个简单的行编辑程序。设文件每行不超过320个字符，很少超过80字符。
[基本要求]
实现以下4条基本编辑命令：
（1） 行插入。格式：i<行号><回车><文本><回车> 将<文本>插入活区中第<行号>行之后 （2）行删除。格式：d<行号1>[□<行号2>]<回车>
删除活区中第<行号1>行（到第<行号2>行）。两种格式的例子是：“d10↙”和“d10□14↙” （3）活区切换。格式：n<回车>
将活区写入输出文件，并从输入文件中读入下一段，作为新的活区。 （4）活区显示。格式：p<回车>
逐页地（每页20行）显示活区内容，每显示一页之后请用户决定是否继续显示以后各页（如果存在）。印出的每一行要前置以行号和一个空格符，行号固定占4位，增量为1。
各条命令中的行号均须在活区中各行行号范围之内，只有插入命令的行号可以等于活区第一行行号减1，表示插入当前屏幕中第一行之前，否则命令参数非法。
[测试数据]
由学生依据软件工程的测试技术自己确定。注意测试边界数据，如首行、尾行。
[实现提示]
（1） 设活区的大小用行数activemaxlen（可设为100）来描述。考虑到文本文件行长通常为正态分布，且峰值在60到70之间，用320×activemaxlen大小的字符数组实现存储将造成大量浪费。可以以标准行块为单位为各行分配存储，每个标准行块含81个字符。这些行块可以组成一个数组，也可以利用动态链表连
接起来。一行文字可能占多个行块。行尾可用一个特殊的ASCII字符（如(012)8）标识。此外，还应记住活区起始行号。行插入将引起随后各行行号的顺序下推。
（2） 初始化过程包括：请用户提供输入文件名（空串表示无输入文件）和输出文件名，两者不能相同。然后尽可能多地从输入文件中读入各行，但不超过activemaxlen-x。x的值可以自定，例如20。 （3） 在执行行插入命令的过程中，每接收到一行时到要检查活区大小是否已达activemaxlen。如果是，则为了在插入这一行之后仍保持活区大小不超过activemaxlen，应将插入点之前的活区部分中第一行输出到输出文件中；若插入点为第一行之前，则只得将新插入的这一行输出。
（4） 若输入文件尚未读完，活区切换命令可将原活区中最后几行留在活区顶部，以保持阅读连续性；否则，它意味着结束编辑或开始编辑另一个文件。 （5） 可令前三条命令执行后自动调用活区显示。
[选作内容]
（1） 对于命令格式非法等一切错误作严格检查和适当处理。
（2） 加入更复杂的编辑操作，如对某行进行串替换；在活区内进行模式匹配等，格式可以为S<行号>@<串1>@<串2><回车>和m<串><回车>。
实习四 树、图及其应用
树和图是两种应用极为广泛的数据结构，也是这门课程的重点。它们的特点在于非线性。广义表本质上是树结构；稀疏矩阵的十字链表存储结构也是图的一种存储结构，故也把它们归在这次实习中。本章实习继续突出了数据结构加操作的程序设计观点，但根据这两种结构的非线性特点，将操作进一步集中在遍历操作上，因为遍历操作是其他众多操作的基础。遍历逻辑的（或符号形式的）结构，访问动作可是任何操作。本次实习还希望达到熟悉各种存储结构的特征，以及如何应用树和图结构解决具体问题（即原理与应用的结合）等目的。
二叉树的建立与遍历
[问题描述]
建立一棵二叉树，并对其进行遍历（先序、中序、后序），打印输出遍历结果。
[基本要求]
从键盘接受输入（先序），以二叉链表作为存储结构，建立二叉树（以先序来建立），并采用递归算法对其进行遍历（先序、中序、后序），将遍历结果打印输出。
[测试数据]
ABCффDEфGффFффф（其中ф表示空格字符） 则输出结果为 先序：ABCDEGF 中序：CBEGDFA 后序：CGBFDBA
[选作内容]
采用非递归算法实现二叉树遍历。
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