数据结构简单表达式求解的实现.docx
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数据结构简单表达式求解的实现
实验报告
课程名称数据结构实验报告
题目名称简单表达式求解的实现
学生学院应用数学学院
专业班级信息安全
（1）班
学号
学生姓名
指导教师
简单表达式求解的实现
目录
一、题目要求2
二、程序设计原理2
三、程序功能展示2
四、主要程序思路4
五、程序的对表达式的判断功能12
六、待解决的问题14
一、题目要求
1、内容要求：
1）界面输入表达式；
2）单的表达式运算结果；
3）栈实现。
2、关键技术：
1）editbox的输入值跟定义的变量之间的数据交换；
2）得到了输入的字符串，怎么去把字符串转成可以运算的表达式；
3）用堆栈实现表示的求解；
4）输出。
二、程序设计原理
1、设置OPRT栈和OPND栈，把表达式从左往右分别压入对应栈。
2、对操作符设置优先级，操作符入栈时与栈顶元素进行优先级比较。
相等则栈顶元素出栈；小于则入栈；大于则栈顶操作符出栈，与OPRT栈弹出的2个操作数完成运算并把结果压入OPRT栈。
3、重复上面的两个步骤，直到表达式全部入栈，最后OPRT栈剩下一项，即为表达式求解的结果。
三、程序功能展示
程序界面：
在输入框中输入表达式，按“确定”按钮，即可在下面的文本框中输出结果。
点击“重置”按钮，则清空两个文本框的内容。
点击“退出”按钮，则退出程序。
输入任意的简单表达式（+、-、*、/）即可求解。
四、主要程序思路
1、创建栈。
#defineSTACK_INIT_SIZE100
#defineSTACKINCREMENT10
typedefstructTagStack{
int*base;
int*top;
intstacksize;
}
Stack_S;
classCStack{
public:
CStack（）;
~CStack（）;
voidInitStack（Stack_S&S）;
boolGetTop（Stack_SS,int&e）;
boolPush（Stack_S&S,inte）;
boolPop（Stack_S&S,int&e）;
}
//初始化栈
voidCStack:
:
InitStack（Stack_S&S）{
S.base=（int*）malloc（STACK_INIT_SIZE*sizeof（int））;
if（!
S.base）
exit（-1）;
S.top=S.base;
S.stacksize=STACK_INIT_SIZE; //空间初始分配
}
//获取栈顶元素
boolCStack:
:
GetTop（Stack_SS,int&e）{
if（S.top==S.base）
returnfalse;
e=*（S.top-1）;
returntrue;
}
//压栈
boolCStack:
:
Push（Stack_S&S,inte）{
if（（S.top-S.base）>=S.stacksize）{ //空间不够，重新分配{
S.base=（int*）realloc（S.base,（S.stacksize+STACKINCREMENT）*sizeof（int））;
if（!
S.base）
exit（-1）;
S.top=S.base+S.stacksize; //防止S.base地址可能变更的情况
S.stacksize+=STACKINCREMENT;
}
*S.top++=e; //S.top自增
returntrue;
}
//弹栈
boolCStack:
:
Pop（Stack_S&S,int&e）{
if（S.top==S.base）
returnfalse;
e=*--S.top; //S.top自减
returntrue;
}
2、设定运算符之间的优先关系。
为实现运算符优先算法，可以使用两个工作栈。
一个称作OPTR，用以寄存运算符；另一个称作OPND，用以寄存操作数或运算结果。
算法的基本思想是：
1）首先置操作数栈为空栈，表达式起始符#为运算符栈的栈底元素；
2）依次读入表达式中每个字符，若是操作数则进OPND栈，若是运算符则和OPTR栈的栈顶运算符比较优先权后作相应操作，直至整个表达式求值完毕。
实现代码：
charCbiaodashiDlg:
:
Priority（chary,charx）{
charpriority='<';
switch（x）{
case'*':
case'/':
if（y=='）'||y=='*'||y=='/'）
priority='>';
break;
case'+':
case'-':
if（y=='）'||y=='+'||y=='-'||y=='*'||y=='/'）
priority='>';
break;
case'（':
break;
case'）':
if（y=='（'）
priority='=';
else
priority='>';
break;
case'#';
if（y=='#'）
priority='=';
else
priority='>';
break;
default:
priority='E';
}
returnpriority;
}
3、定义合法操作符。
“+”、“-”、“*”、“/”、“（”、“）”、“#”这七个操作符为合法操作符，在合法操作符之外的字符，定义为非法字符。
实现代码：
boolCbiaodashiDlg:
:
isopr（chara）{
switch（a）{
case'+':
case'-':
case'*':
case'/':
case'（':
case'）':
case'#':
returntrue;
default:
returnfalse:
}
}
4、定义合法操作数。
操作数为整数或小数，排除其他字符的输入。
实现代码：
boolCbiaodashiDlg:
:
isopr（chara）{
switch（a）{
case'1':
case'2':
case'3':
case'4':
case'5':
case'6':
case'7':
case'8':
case'9':
case'0':
case'.':
returntrue;
default:
returnfalse:
}
}
5、运算符实现运算功能。
实现代码：
floatCbiaodashiDlg:
:
operate（floata,charo,floatb）{
floats;
switch（o）{
case'+':
s=a+b;
break;
case"-":
s=a-b;
break;
case'*':
s=a*b;
break;
case'/':
s=a/b;
break;
default:
s=0;
break;
}
returns;
}
6、输入表达式串后的处理与求解。
实现代码：
floatCbiaodashiDlg:
:
Var（char*ch）{
TStackopr;
TStackopn;
opr.push（'#'）;
stringstr="";
while（*ch!
=NULL）{
if（isopr（*ch））{
if（!
str.empty（））{
constchar*p=str.c_str（）;
opn.push（atof（p））;
}
switch（priority（opr.gettop（）,*ch））{
case'<':
opr.push（*ch）;
if（*ch!
='#'）
ch++;
break;
case'=':
opr.pop（）;
ch++;
break;
case'>':
floatb=opn.pop（）;
floata=opn.pop（）;
opn.push（operate（a,opr.pop（）,b））;
break;
}
str="";
}
else
if（isopn（*ch））{
str=str.append（1,*ch）;
ch++;
}
else
ch++;
}
returnopn.gettop（）;
}
7、MFC中各控件的联系。
先将文本框输入的表达式关联到m_biaodashi中，m_biaodashi为CString变量。
然后在表达式串后添加#号，这样在文本框输入表达式时可以不用输入#号。
m_result为float变量，将结果输出到运算结果的文本框中，并且把#号删去，不显示在文本框中，运算结束。
实现代码：
voidCbiaodashiDlg:
:
OnBnClickedOk（）{
UpdateData（ture）;
m_biaodashi.Append（L"#"）;
char*ch=cs2ca（m_biaodashi）;
m_result=var（ch）;
m_biaodashi.remove（'#'）;
CStringstr;
str.Format（L"%s=%f",m_biaodashi,m_result）;
}
五、程序的对表达式的判断功能
1）当第一位不是数字时，提示错误。
2）当表达式中间出现空格时，提示错误。
3）当表达式中输入了中文的括号时，提示错误。
4）当表达式中出现非法字符（符号）时，提示错误。
5）当表达式中出现非法字符（字母）时，提示错误。
6）当表达式中的括号不完整时，提示出错。
六、待解决的问题
1、输入的表达式中，如果第一个数据是负数，如“-1+5”，会提示错误。
2、连续多个运算符，如“5+（-1）”，会提示错误。
3、其他规范的表达式也会提示错误，如“08+0005”、“3/0.0”等。
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