数据结构课程设计之算术表达式求值.docx
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数据结构课程设计之算术表达式求值
1【实验题目及要求】
[问题描述]
一个算术表达式是由操作数（operand）、运算符（operator）和界限符（delimiter）组成的。
假设操作数是正实数，运算符只含加减乘除等四种运算符，界限符有左右括号和表达式起始、结束符“#”，如：
#（7+15）*（23-28/4）#。
引入表达式起始、结束符是为了方便。
编程利用“算符优先法”求算术表达式的值。
[基本要求]
（1）从键盘或文件读入一个合法的算术表达式，输出正确的结果。
（2）显示输入序列和栈的变化过程。
（3）考虑算法的健壮性，当表达式错误时，要给出错误原因的提示。
（4）实现非整数的处理（可选功能）。
2【源代码（C语言）】
#include
#include
#include
#defineMAXSIZE20
#defineOK1
#defineERROR0
#defineOVERLOW0
#defineYES1
#defineNO0
typedefstruct{
char*base;
char*top;
intstacksize;//最大存储量
}OPTR;//字符存储栈
typedefstruct{
float*base;
float*top;
intstacksize;//最大存储量
}OPND;//数值存储栈
intInitOptrStack（OPTR*）;//字符栈初始化函数
intOptrPush（OPTR*,char）;//进字符栈操作
intOptrPop（OPTR*,char*）;//出字符栈操作
intOptrEmpty（OPTR）;//判断字符栈是否为空
charGetOptrTop（OPTR）;//返回字符栈顶元素
intInitOpndStack（OPND*）;//数值栈初始化函数
intOpndPush（OPND*,float）;//进数值栈操作
intOpndPop（OPND*,float*）;//出数值栈操作
intOpndEmpty（OPND）;//判断数值栈是否为空
intJudgeChar（char）;//判断是否为字符
floatGetFloat（char*）;//接收一个数字
charPrecede（char,char）;//判断优先级操作
floatCaculate（float,float,char）;//计算数值
voidmain（）
{
charch,noMean,ci;
floatnum,number1,number2;
OPTRoptr;
OPNDopnd;
//system（"color30"）;
InitOptrStack（&optr）;
InitOpndStack（&opnd）;
while
（1）{
printf（"请输入表达式以“#”开始，以“#”结束\n"）;
do{
ch=getchar（）;
}while（ch!
='#'）;//忽略前面非‘#’字符
OptrPush（&optr,ch）;
ch=getchar（）;
while（ch!
='#'||GetOptrTop（optr）!
='#'）{
if（!
JudgeChar（ch））{//如果输入的是数字
num=GetFloat（&ch）;
OpndPush（&opnd,num）;
}
else{//输入的是字符
switch（Precede（GetOptrTop（optr）,ch））{
case'<':
OptrPush（&optr,ch）;//栈顶优先级低
ch=getchar（）;
break;
case'=':
OptrPop（&optr,&noMean）;//左右括号，把左括号出栈
ch=getchar（）;
break;
case'>':
//栈顶优先级高
if（OpndPop（&opnd,&number2）&&OpndPop（&opnd,&number1））{
OptrPop（&optr,&ci）;
num=Caculate（number1,number2,ci）;//出栈计算
OpndPush（&opnd,num）;
}
else{
printf（"输入过多运算符！
\n"）;
system（"PAUSE"）;
exit（0）;
}
break;
}//witch
}//else
}
if（opnd.top-opnd.base>=2）{
printf（"俩个括号之间缺少运算符！
\n"）;
system（"PAUSE"）;
exit（0）;
}
OpndPop（&opnd,&num）;//直接把OPND的栈元素赋值给num
printf（"运算结果为%.3f\n",num）;
}
system（"PAUSE"）;
}
intInitOptrStack（OPTR*OP）
{
OP->base=（char*）malloc（（MAXSIZE+1）*sizeof（char））;
OP->top=OP->base;
OP->stacksize=MAXSIZE;
returnOK;
}
intOptrPush（OPTR*OP,charch）
{
*（OP->top）=ch;
OP->top++;
returnOK;
}
intOptrPop（OPTR*OP,char*ch）
{
if（OP->base==OP->top）
returnERROR;
else{
OP->top--;
*ch=*（OP->top）;
returnOK;
}
}
intOptrEmpty（OPTROP）
{
if（OP.top==OP.base）
returnYES;
else
returnNO;
}
charGetOptrTop（OPTROP）
{
return*（OP.top-1）;
}
intInitOpndStack（OPND*OP）
{
if（!
（OP->base=（float*）malloc（（MAXSIZE+1）*sizeof（float））））
exit（OVERLOW）;
OP->top=OP->base;
OP->stacksize=MAXSIZE;
returnOK;
}
intOpndPush（OPND*OP,floatnumber）
{
*（OP->top）=number;
OP->top++;
returnOK;
}
intOpndPop（OPND*OP,float*number）
{
if（OP->top==OP->base）
returnERROR;
else{
OP->top--;
*number=*（OP->top）;
returnOK;
}
}
intOpndEmpty（OPNDOP）
{
if（OP.top==OP.base）
returnYES;
else
returnNO;
}
intJudgeChar（charch）
{
if（ch>='0'&&ch<='9'）
returnNO;
else
returnYES;
}
floatGetFloat（char*ch）
{
inti;
floatnum=0;
for（i=0;*ch>='0'&&*ch<='9';i++）{
num=num*10+*ch-'0';
*ch=getchar（）;
}
returnnum;
}
charPrecede（chara,charb）
{
charch;
switch（a）{
case'+':
case'-':
if（b=='*'||b=='/'||b=='（'）
ch='<';
else
ch='>';
break;
case'*':
case'/':
if（b=='（'）
ch='<';
else
ch='>';
break;
case'（':
if（b=='）'）
ch='=';
elseif（b=='#'）{
printf（"缺少反括号\n"）;
system（"PAUSE"）;
exit（0）;
}
else
ch='<';
break;
case'）':
if（b=='（'）{
printf（"两个括号之间没有符号相连！
\n"）;
system（"PAUSE"）;
exit（0）;
}
ch='>';
break;
case'#':
if（b=='#'）
ch='=';
elseif（b=='）'）{
printf（"没有左括号！
\n"）;
system（"PAUSE"）;
exit（0）;
}
else
ch='<';
break;
default:
printf（"输入运算符超出范围!
\n"）;
system（"PAUSE"）;
exit（0）;
break;
}
returnch;
}
floatCaculate（floatnumber1,floatnumber2,charci）
{
floatnum;
switch（ci）{
case'+':
num=number1+number2;break;
case'-':
num=number1-number2;break;
case'*':
num=number1*number2;break;
case'/':
num=number1/number2;break;
}
returnnum;
}
3【算法思想】
根据栈的原理
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