数据结构课程设计带括号的算术表达式求值.docx
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数据结构课程设计带括号的算术表达式求值
、实验的目的和要求
1.采用算符优先数算法,能正确求值表达式;
2.熟练掌握栈的应用;
3•熟练掌握计算机系统的基本操作方法，了解如何编辑、编译、链接和运行一个C++程序;
4.上机调试程序,掌握查错、排错使程序能正确运行。
三、实验的环境:
指硬件和软件环境
1.硬件环境:
Intel奔腾双核T2390双核处理器（1.86GHz主频/1MB二级缓存/533MHz前端总
线），RAM:
2G.
2.软件环境:
操作系统：
windowsvista
编译软件：
MicrosoftViualC++6.0
3.软件环境介绍:
VisualC++是一个功能强大的可视化软件开发工具。
自1993年Microsoft公司推出Visual
C++1.0后，随着其新版本的不断问世，VisualC++已成为专业程序员进行软件开发的首选工具。
虽然微软公司推出了VisualC++.NET（VisualC++7.0），但它的应用的很大的局限性，只适用于Windows2000,WindowsXP和WindowsNT4.0。
所以实际中，更多的是以VisualC++6.0为平台。
VisualC++6.0不仅是一个C++编译器，而且是一个基于Windows操作系统的可视化集
成开发环境（integrateddevelopmentenvironment,IDE）。
VisualC++6.0由许多组件组成，包括编辑器、调试器以及程序向导AppWizard、类向导ClassWizard等开发工具。
这些组件通过一个名为DeveloperStudio的组件集成为和谐的开发环境。
四、算法描述:
1.头文件:
Stack.h
Calculator.h
Method:
Stackmethod:
Push（）;//进栈操作
Pop（）;//出栈操作
GetHead（）;//返回栈中的最顶层元素
MakeEmpty（）;//清空栈操作
Calculatormethod:
Calculator（）;//计算主体celarstream（）;//清空输入流
Prior（）;//返回运算符的优先级done（）;//做一次二元运算output（）;//打印结果并输出
EnEmpty（）;//调用MakeEmpty（）,并清空栈
2.cpp文件
Calculator.cpp
Method:
intmain（）;//主程序
3.程序流程图
优先级比较算法
Data算法
存放操作字符存放数据
调用Calculator。
结束
4.功能描述
（1）所有函数都是在calculator。
函数为主体，调用其他函数开始的。
Calculator函数让输
入的中缀表达式按字符读取。
（2）如果读取为操作数，则将字符返回输入流（cin.putback），读操作数并进data栈，然后
读入下一字符送入ch。
（3）如果读取为操作符，则判断操作符类型，确定优先级。
不同的优先数的操作符进行不同的运算。
⑷用output函数进行结果等的输出。
⑸Enempty为清空两个栈。
（6）主函数调用时，创建calculator实例，调用calculator函数进行计算，然后调用output函数进行输出，最后调用enempty清空栈。
注：
程序有两个栈，分别为data和sign。
分别存放操作数和操作符；此程序要求输入的是中缀表达式，即直接对中缀表达式求值,不用转化为后缀在求值。
五、源程序清单:
Stack.h#include#include#include#include#include#defineERROR-1#defineBLANK0#defineDATA1#defineKUOHAO15#defineKUOHAO22#defineADD_OR_SUB3#defineMUT_OR_DIV4constintsize=500;templateclassStack;templateclassStackNode//堆栈的结点类{
friendclassStack;
Elemelem;
StackNode*link;
StackNode（Eleme=0,StackNode*l=NULL）:
elem（e）,link（l）
{//cout<<"elemis:
"<}
};
templateclassStack;
templateclassStack
{
intnumber;
StackNode*head;
public:
Stack（）:
number（0）,head（NULL）{}
~Stack（）
{
StackNode*tmp=head;
while（head!
=NULL）
{
head=head->link;
deletetmp;
tmp=head;
}
}
voidPush（constElem&e）
{
number++;
head=newStackNode（e,head）;
}
voidMakeEmpty（）
{
StackNode*tmp=head;
while（head!
=NULL）
{head=head->link;deletetmp;tmp=head;
}
number=0;
}
voidPop（）
assert（number!
=0）;
number--;
StackNode*tmp=head;head=head->link;
deletetmp;
}
ElemGetHead（）
{
returnhead->elem;
}
intGetNumber（）const{returnnumber;}//返回堆栈中元素的数目};
Calculator.h
classCalculator
{
private:
Stackdata;//数据栈
Stacksign;//运算符栈
intflag;//标志位表示前一个输入的是数还是一个运算符
public:
Calculator（）
{
flag=BLANK;
}
~Calculator（）{}
intPrior（charch）const//返回运算符的优先级
{
switch（ch）
{
case'）':
return1;
case'+':
case'-':
return2;
case'*':
case'/':
return3;
case'（':
return5;
default:
return-1;
}
}
voidclearstream（）//清空输入流
{
charch;
while（cin>>ch,ch!
=';'）;
}
voiddone（charch）//做一次二元运算
{
doublea,b;
a=data.GetHead（）;data.Pop（）;
b=data.GetHead（）;data.Pop（）;switch（ch）
{
case'+':
b+=a;break;case'-':
b-=a;break;case'*':
b*=a;break;case'/':
if（a==0）
{cout<<"除数为零!
返回系统默认值如下"<}
b/=a;
break;
default:
break;
}
data.Push（b）;
}
voidCalculate（）
{
charch;
doubled;
while（cin>>ch,ch!
='='）
{
if（ch>='0'&&ch<='9'||ch=='.'）
{
if（flag==DATA）
{cout<<"\nErrorinput!
小数点只能有一位!
"<clearstream（）;
return;
}
cin.putback（ch）;
cin>>d;
data.Push（d）;
flag=DATA;
}
else//如果输入的是字符，则作出判断
{
intprio=Prior（ch）;
chartempch,chprior;
switch（prio）
{
case-1:
cout<<"\nErrorinput!
不允许的字符"<flag=ERROR;
clearstream（）;
return;
case1:
//如果是一个后括号，
tempch=sign.GetHead（）;//是合法的运算，取一个运算符
flag=KUOHAO2;
while（tempch!
='（'）//做完这一重括号内的所有运算
{
sign.Pop（）;
done（tempch）;
if（sign.GetNumber（）!
=0）
{
tempch=sign.GetHead（）;
}
}
sign.Pop（）;
break;
case2:
//如果读入的是一个+或者-号，
//如果+前面没有数据，或者+是被写在括号里的，则向//它的前面压入一个0到data
if（flag==BLANK||data.GetNumber（）==0||flag==KUOHAO1）
{
data.Push（0）;//push0tostack
//sign.Push（ch）;//push+/-tostack
}
//如果它前面是一个后括号，因后括号里的内容已经做过//运算，故
只当一个一般的来做
if（flag==KUOHAO2||flag==DATA）
{
while（sign.GetNumber（）&&sign.GetHead（）!
='（'&&
Prior（sign.GetHead（））>=Prior（ch））
done（sign.GetHead（））;
sign.Pop（）;
}
flag=ADD_OR_SUB;
sign.Push（ch）;
break;
case3:
//如果当前输入是一个*或者/号
//如果前一个输入是一个*或者/号
//如果它前面不只一个数字，则做它前面的运算if（data.GetNumber（）!
=1）
{
chprior=Prior（sign.GetHead（））;
if（chprior>=Prior（ch）&&sign.GetHead（）!
='（'）
{
chprior=sign.GetHead（）;
sign.Pop（）;done（chprior）;
}
}
sign.Push（ch）;
flag=MUT_OR_
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