数据结构课程设计-用栈实现表达式求值的方法详解_C语言教程-查字典教程网
数据结构课程设计-用栈实现表达式求值的方法详解
数据结构课程设计-用栈实现表达式求值的方法详解
发布时间:2016-12-28 来源:查字典编辑
摘要:1、需求分析设计一个程序,演示用算符优先法对算术表达式求值的过程。利用算符优先关系,实现对算术四则混合运算表达式的求值。(1)输入的形式:表...

1、需求分析

设计一个程序,演示用算符优先法对算术表达式求值的过程。利用算符优先关系,实现对算术四则混合运算表达式的求值。

(1)输入的形式:表达式,例如2*(3+4)

包含的运算符只能有'+' 、'-' 、'*' 、'/' 、'('、 ')';

(2)输出的形式:运算结果,例如2*(3+4)=14;

(3)程序所能达到的功能:对表达式求值并输出

2、系统设计

1、栈的抽象数据类型定义:

ADT Stack{

数据对象:D={ai|ai∈ElemSet,i=1,2,…,n,n≥0}

数据关系:R1={<ai-1,ai>|ai-1,ai∈D,i=2,…,n}

约定an端为栈顶,ai端为栈底

基本操作:

Push(&S,e)

初始条件:栈S已存在

操作结果:插入元素e为新的栈顶元素

Pop(&S,&e)

初始条件:栈S已存在且非空

操作结果:删除S的栈顶元素,并用e返回其值

}ADT Stack

3、各个模块的主要功能:

*Push(SC *s,char c):把字符压栈

*Push(SF *s,float f):把数值压栈

*Pop(SC *s):把字符退栈

*Pop(SF *s):把数值退栈

Operate(a,theta,b):根据theta对a和b进行'+' 、'-' 、'*' 、'/' 、'^'操作

In(Test,*TestOp):若Test为运算符则返回true,否则返回false

ReturnOpOrd(op,*TestOp):若Test为运算符,则返回此运算符在数组中的下标

precede(Aop,Bop):根据运算符优先级表返回Aop与Bop之间的优先级

EvaluateExpression(*MyExpression):用算符优先法对算术表达式求值

完整的程序代码如下:

复制代码 代码如下:

#include"stdio.h"

#include"stdlib.h"

#include"string.h"

#include"math.h"

#define true 1

#define false 0

#define OPSETSIZE 8

typedef int Status;

unsigned char Prior[8][8] =

{ // 运算符优先级表

// '+' '-' '*' '/' '(' ')' '#' '^'

/*'+'*/'>','>','<','<','<','>','>','<',

/*'-'*/'>','>','<','<','<','>','>','<',

/*'*'*/'>','>','>','>','<','>','>','<',

/*'/'*/'>','>','>','>','<','>','>','<',

/*'('*/'<','<','<','<','<','=',' ','<',

/*')'*/'>','>','>','>',' ','>','>','>',

/*'#'*/'<','<','<','<','<',' ','=','<',

/*'^'*/'>','>','>','>','<','>','>','>'

};

typedef struct StackChar

{

char c;

struct StackChar *next;

}SC; //StackChar类型的结点SC

typedef struct StackFloat

{

float f;

struct StackFloat *next;

}SF; //StackFloat类型的结点SF

SC *Push(SC *s,char c) //SC类型的指针Push,返回p

{

SC *p=(SC*)malloc(sizeof(SC));

p->c=c;

p->next=s;

return p;

}

SF *Push(SF *s,float f) //SF类型的指针Push,返回p

{

SF *p=(SF*)malloc(sizeof(SF));

p->f=f;

p->next=s;

return p;

}

SC *Pop(SC *s) //SC类型的指针Pop

{

SC *q=s;

s=s->next;

free(q);

return s;

}

SF *Pop(SF *s) //SF类型的指针Pop

{

SF *q=s;

s=s->next;

free(q);

return s;

}

float Operate(float a,unsigned char theta, float b) //计算函数Operate

{

switch(theta)

{

case '+': return a+b;

case '-': return a-b;

case '*': return a*b;

case '/': return a/b;

case '^': return pow(a,b);

default : return 0;

}

}

char OPSET[OPSETSIZE]={'+','-','*','/','(',')','#','^'};

Status In(char Test,char *TestOp)

{

int Find=false;

for (int i=0; i< OPSETSIZE; i++)

{

if(Test == TestOp[i])

Find= true;

}

return Find;

}

Status ReturnOpOrd(char op,char *TestOp)

{

for(int i=0; i< OPSETSIZE; i++)

{

if (op == TestOp[i])

return i;

}

}

char precede(char Aop, char Bop)

{

return Prior[ReturnOpOrd(Aop,OPSET)][ReturnOpOrd(Bop,OPSET)];

}

float EvaluateExpression(char* MyExpression)

{

// 算术表达式求值的算符优先算法

// 设OPTR和OPND分别为运算符栈和运算数栈,OP为运算符集合

SC *OPTR=NULL; // 运算符栈,字符元素

SF *OPND=NULL; // 运算数栈,实数元素

char TempData[20];

float Data,a,b;

char theta,*c,Dr[]={'#',''};

OPTR=Push(OPTR,'#');

c=strcat(MyExpression,Dr);

strcpy(TempData,"");//字符串拷贝函数

while (*c!= '#' || OPTR->c!='#')

{

if (!In(*c, OPSET))

{

Dr[0]=*c;

strcat(TempData,Dr); //字符串连接函数

c++;

if (In(*c, OPSET))

{

Data=atof(TempData); //字符串转换函数(double)

OPND=Push(OPND, Data);

strcpy(TempData,"");

}

}

else // 不是运算符则进栈

{

switch (precede(OPTR->c, *c))

{

case '<': // 栈顶元素优先级低

OPTR=Push(OPTR, *c);

c++;

break;

case '=': // 脱括号并接收下一字符

OPTR=Pop(OPTR);

c++;

break;

case '>': // 退栈并将运算结果入栈

theta=OPTR->c;OPTR=Pop(OPTR);

b=OPND->f;OPND=Pop(OPND);

a=OPND->f;OPND=Pop(OPND);

OPND=Push(OPND, Operate(a, theta, b));

break;

} //switch

}

} //while

return OPND->f;

} //EvaluateExpression

int main(void)

{

char s[128];

puts("请输入表达式:");

gets(s);

puts("该表达式的值为:");

printf("%sb=%gn",s,EvaluateExpression(s));

system("pause");

return 0;

}

测试结果如下:

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