数学表达式计算c语言实现Word格式.docx
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此时把值栈中的数值取出，即为所得的最终计算结果。
二、算法流程图
第一种算法：
中缀转后缀算法
其主函数流程图为：
图1主函数算法流程图
中缀转后缀算法流程图如下：
图2中缀转后缀算法流程图
计算后缀表达式流程图如下：
图3后缀表达式计算流程图
第二种算法：
两个栈算法
图4主函数算法流程图
直接计算数学表达式流程图如下：
图5直接计算表达式流程图
三、源代码
下面给出的是用中缀转后缀算法实现的程序的源代码：
#include<
stdio.h>
string.h>
math.h>
stdlib.h>
#defineMAXSIZE100//定义宏，数组最大长度为100
//函数实现中缀转后缀，将存储数学表达式的数组str传参进来，exp存储后缀表达式
voidtrans（charstr[],charexp[]）
{
struct
{
chardata[MAXSIZE];
//用来存放操作符
inttop;
//数组下标
}op;
//用结构体创建操作符栈
charch;
inti=0,j=0,tempi=0;
op.top=-1;
//给操作符栈初始化，令下标为-1
while（ch!
='
\0'
）
ch=str[i];
//取str数组的第i个元素赋值给ch
if（（ch>
0'
&
ch<
9'
）||ch=='
.'
）//对数值操作
{
tempi=i;
//若ch为数字或小数点，将其下标值赋给临时下标tempi
//依次向后扫描str数组，若一直为数字，跳入while循环
while（（ch>
&
='
）||ch=='
{
tempi++;
exp[j]=ch;
//将数字存入exp数组中
j++;
ch=str[tempi];
//取str数组中下标为tempi的元素赋给ch
}
exp[j]='
#'
;
j++;
//用#做分隔符，将数值分隔开
i=tempi;
//跳出循环，将此时的tempi赋给i,继续向后扫描
//对操作符操作
elseif（ch=='
+'
||ch=='
-'
*'
/'
%'
||ch=='
（'
）'
intlevel（charop）;
//声明level函数
if（ch=='
）//如果为（，直接进栈
op.top++;
op.data[op.top]=ch;
//进栈操作
elseif（ch=='
//如果为）,一直出栈直到遇到（
while（level（op.data[op.top]）!
=-1）//若栈顶元素不为（,进入while循环
{
exp[j]=op.data[op.top];
//操作符出栈，存入exp数组中
op.top--;
j++;
if（op.top==-1）break;
//如果栈为空，跳出循环
}
op.top--;
//左括号pop出来
elseif（op.top==-1）//如果栈为空，直接进栈
//如果所扫描的操作符优先等级比栈顶元素高，直接进栈
elseif（level（ch）>
level（op.data[op.top]））
else
//如果所扫描的操作符优先等级没有栈顶元素高，
//一直出栈直到比栈顶元素优先级高
while（level（ch）<
=level（op.data[op.top]））
//出栈存入exp数组中
if（op.top==-1）break;
//比栈顶元素优先级高，入栈
i++;
//str下标加1，向后扫描
}
}
while（op.top!
=-1）//扫描结束后如果操作符栈不为空，出栈直至为空
exp[j]=op.data[op.top];
op.top--;
j++;
exp[j]='
//赋\0结束exp字符数组
}
intlevel（charop）//判断操作符优先等级
if（op=='
||op=='
）//若为+、-，等级为1
return1;
elseif（op=='
return2;
//若为*、/、%,等级为2
return-1;
//若为（,等级为-1
else
return-3;
//其他等级为-3；
doublecalvalue（doubleod1,doubleod2,chartempop）//计算
switch（tempop）{
case'
:
returnod1+od2;
//计算加法
returnod1-od2;
//计算减法
case'
returnod1*od2;
//计算乘法
returnod1/od2;
//计算除法
returnfmod（od1,od2）;
//求余
return0;
doublecalculate（charexp[]）//计算后缀表达式
struct//用结构体创建值栈
doubledata[MAXSIZE];
//存储数值
}od;
doubled;
//声明d变量存储数值
doubleod1,od2;
//存储值栈依次pop出来的操作数
chartempch[20];
//声明临时数组存储子串
intj=0,t;
intlength=strlen（exp）;
//计算exp数组的长度
od.top=-1;
//初始化值栈，令下标为-1
while（j<
length）
ch=exp[j];
//提取exp中第j个元素
if（ch!
ch!
//如果为数字或小数点
d=0;
t=0;
）||ch=='
tempch[t]=ch;
t++;
//依次存放到临时数组中
ch=exp[j];
tempch[t]='
//结束tempch数组
d=atof（tempch）;
//将子串转化成double类型的数
od.top++;
od.data[od.top]=d;
//入值栈
else//若为操作符，从值栈中pop出两个数计算
{
od2=od.data[od.top];
od.top--;
//先出栈的赋给od2
od1=od.data[od.top];
//后出栈的赋给od1
od.data[od.top]=calvalue（od1,od2,ch）;
//计算出结果后再入栈
returnod.data[od.top];
//将结束后值栈中的数pop出来，即为计算结果
main（）
charstr[MAXSIZE],exps[MAXSIZE];
//定义两个数组
printf（"
请输入算术表达式：
\n"
）;
gets（str）;
//从控制台输入算数表达式
表达式为：
%s\n"
str）;
trans（str,exps）;
//调用trans函数，得到后缀表达式
后缀表达式：
%s\n"
exps）;
结果为：
%lf\n"
calculate（exps））;
//调用calculate函数，计算结果
下面给出的是用两个栈算法实现的程序的源代码：
doublecalculate（charstr[]）
struct//用结构体创建操作符栈
struct//用结构体创建值栈
//用来存放操作数
//声明临时数组存储子串
//存储值栈依次pop出来的操作数
chartempop;
intlength=strlen（str）;
//计算str数组的长度
//初始化操作符栈，令下标为-1
//初始化值栈
{
ch=str[j];
）//若为数值或小数点
）//截取子串
//赋值给临时数组
j++;
ch=str[j];
//对操作符操作
）//如果为）,一直出栈直到遇到（
intlevel（charop）;
//声明calvalue函数
doublecalvalue（doubleod1,doubleod2,chartempop）;
od2=od.data[od.top];
od1=od.data[od.top];
tempop=op.data[op.top];
op.top--;
od.data[od.top]=calvalue（od1,od2,tempop）;
//计算出结果后入值栈
//如果操作符栈为空，跳出循环
//计算结果后入值栈
//比栈顶元素优先级高，入操作符栈
od2=od.data[od.top];
od1=od.data[od.top];
tempop=op.data[op.top];
od.data[od.top]=calvalue（od1,od2,tempop）;
//计算加法
voidmain（）
charstr[MAXSIZE];
//定义str数组存放数学表达式
输入算术表达式：
结果是：
calculate（str））;
//调用calculate函数，计算结果
四、运行结果
图6中缀转后缀算法运行结果
图7两个栈算法运行结果
5、遇到的问题及解决
编程的前期工作很重要，需要明确的理清思路，而编写运行的过程中更是会出现很多问题，有因粗心造成的拼写错误，有语法错误，也有逻辑错误。
在整个编程过程我主要遇到了如下几个大的问题，其内容与解决方法如下所列：
●将字符表示的数字转化为浮点数
Java中有现成的截取子串的方法可以用，而我的c语言基础比较薄弱，所学知识也不全面。
刚开始的思路是先将出现数字的子串计数，得到一共有多少个数字，然后再从子串开始处扫描，依次乘以它的位权，在百位就乘以10的2次方，依次类推。
经过很长时间的思考，终于写出了此解决方法，可是却忽略了小数点的存在。
又开始用此方法试图解决存在小数点的问题，想了好久也没有解决方法。
无奈之下求助于网络，看有没有什么更好的解决办法，一经查询知道了stdlib.h库中有atof的函数可以将字符串类型的数字转换为浮点型。
于是我用一个while循环将数值子串截取下来存到一个临时数组中，将其成功的转换成浮点数，小数点的情况也解决了。
●打印后缀表达式时出现“喊烫”情况
情况如下图：
图8“喊烫”出错情况
编写完中缀转后缀的trans函数后，想打印后缀表达式检查是否正确时出现了问题，打印出来的全是“烫”。
刚开始觉得很奇怪，存的都是数字或操作符，怎么会出现汉字呢？
仔细检查程序，发现逻辑没有出错，但为什么打印不出正确结果很是不解。
通过和同学讨论，上网查询才知道，如果字符串没有结束符号\0就会“喊烫”。
再经过检查发现还真是没有给字符串加结束字符。
于是在循环的结束给exp[j]='
解决了问题，得到了正确的结果。
●程序运行时会中止
编写完程序后，编译没有错误，但运行总是会中止。
刚开始的问题是只打印出中缀表达式，光标停在下一行不动了。
也不是死循环，也没有出现语法错误。
说明程序进行到某一阶段出现问题不走了。
于是我把循环中可以打印出来帮助我分析程序的值都打印出来，包括循环有没有正常执行，有没有进栈，出栈。
就这样一点一点分析后，发现自己在循环嵌套中出现了一点逻辑问题，导致没有进行应有的判断，所以没有出正确结果。
发现问题后及时改正，程序就正常运行了。
六、心得体会
因为C语言是大一时学的，当时就学了些基础的理论知识，上机的练习很少，敲的也是一些简单的分析素数，比大比小的程序。
由于有一年多没有碰过C语言，遗忘了不少。
通过这次的编程作业，把C语言的知识又重新温习了一遍。
再通过和java语言的比较，大致理解了两种编程思想的不同。
在这次的练习中也深刻的体会到了思维严谨，认真的态度十分重要。
所以在以后的学习道路中，要养成良好的编程习惯，思考问题要全面、编写时要仔细认真，不出拼写错误。
只有养成良好的编程习惯，在以后的工作中才可以更好的胜任职位，写出安全、可靠、稳定的软件，服务于大众。
还有一些深刻的体会就是算法很重要，所以学好数据结构，算法等课程，无疑是打好了地基，在以后各个编程的解决中都可以起到至关重要的作用。
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