数据结构实验报告表达式求值.docx

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数据结构实验报告表达式求值

（一>需求分析

1、输入地形式和输入值地范围：

根据题目要求与提示,先选择你要使用地表达式形式<中缀用1,后缀用0）,在输入一个

中缀表达式,输入数地范围为int型,此时,程序将计算出表达式地结果.b5E2RGbCAP

2、输出地形式：

当按照程序要求选择了1或0之后,再输入表达式；如果选择地是1,

则程序将自动运算出表达式结果；如果之前选择地是0,则程序将现将中缀表达式转化为后缀表达式并计算出结果.p1EanqFDPw

3、程序所能达到地功能：

本程序能计算出含+、-、*、/、<、）等运算符地简单运算.

4、测试数据：

输入一个表达式,如果你之前选择地是“中缀表达式”,那么输入5*（4-2>#,那么输出结果是10；如果之前选择地是“后缀表达式”,那么输入5*<4-2）#,那么他将先转换成后缀表达式542-*#,再输出结果10.DXDiTa9E3d

如果输入表达式没有结束标示符#,如5*<4-2）,那将不会输出任何结果,或出现错误结果.

（二>概要设计为了实现上述操作,应以栈为存储结构.1．基本操作：

<1）.intGetTop（SqStack*s>初始条件：

栈存在；

操作结果：

若栈为空,则返回s地栈顶元素；否则返回ERROR.<2）.voidPush（SqStack*s,inte>

初始条件：

栈存在；操作结果：

插入e为新地栈顶元素.

<3）.intPop（SqStack*s>初始条件：

栈存在；

操作结果：

若栈不空,则删除之,并返回其值；否则返回REEOR.

<4）.voidInitStack（SqStack*s>初始条件：

栈存在；

操作结果：

置栈为空.

<5）.intEmpty（SqStack*s>

初始条件：

栈存在；操作结果：

判定s是否为空栈.

<6）.intOperate（inta,chartheta,intb>

初始条件：

操作数a和b存在，且theta是+、-、*、/四则运算；

操作结果：

返回a与b间theta运算地结果.

<7）.intIn（chars，char*TestOp>初始条件：

s为待判断字符，TestOp为已知地算符集合；操作结果：

s为算符集合中地元素则返回1，否则返回0.

<8）.intReturnOpOrd（charop，char*TestOp>初始条件：

op为待确定运算符，TestOp为已知地算符集合；操作结果：

确定运算符类型.

<9）.charprecede（chara，charb>

初始条件：

a、b存在；

操作结果：

返回算符a和b地优先权高低.

<10）.voidPrintOpnd（SqStack*s>

初始条件：

栈存在；

操作结果：

输出运算数栈•

<11）.voidPrintOptr（SqStack*s>

初始条件：

栈存在；

操作结果：

输出运算符栈•

<12）.voidStore（char*s,charch>

初始条件：

字符数组s存在,字符ch已知；操作结果：

将ch存入数组s.

<13）.voidChange（char*s1,char*s2>

初始条件。

重罪表达式s1已知；

操作结果：

将中缀表达式s1转为后缀表达式s2.

2.本程序包含二个模块：

<1）主程序模块；

<2）中缀表达式求值模块以及中缀表达式转换为后缀表达式并求值模块

<3）模块调用图：

主程序模块

中缀表达式求值模块

中缀表达式转换为后缀表达式并求值模块

（三>详细设计

1.存储类型，元素类型，结点类型:

typedefstruct{//定义栈

intdata[SIZE]。

inttop。

intbase。

。

RTCrpUDGiT

}SqStack。

charOPSET[7]={'+','-','*','/','（','>','#'}

//定义OPSET字符数组为算符集合

charPrior[7][7]={

每个模块地分析:

}。

2.

<1）主程序模块:

intmain（>{

chars=0,c。

while（1>{

printf（"请输入‘1'或‘0'<1代表中缀表达式,0代表后缀表达式）\n">。

c=getchar（>。

fflush（stdin>。

if（c=='1'>{//中缀表达式运算结果printf（"%d\n",EvaluateExpression_1（>>。

}

else{//后缀表达式运算结果printf（"%d\n",EvaluateExpression_2（>>。

}

do{scanf（"%c",&s>。

if（s=='q'||s=='Q'>exit（0>。

}

while（s!

='\n'>。

system（"cls">。

}

return0。

}

<2）intEvaluateExpression_1（>{

//中缀求值

SqStackOPND,OPTR。

charch,theta,exp[100]={0}。

inti=0,s=0,a=0,b=0,step=0。

InitStack（&OPND>。

InitStack（&OPTR>。

Push（&OPTR,'#'>。

gets（exp>。

ch=exp[0]。

while（ch!

='#'||GetTop（&OPTR>!

='#'>{if（!

In（ch,OPSET>>{//不是运算符则进栈if（In（exp[i+1],OPSET>>{//未出现连续数字Push（&OPND,ch-48>。

ch=exp[++i]。

}//if

else//出现连续数字

{

s=exp[i++]-48。

while（exp[i]>='0'&&exp[i]<='9'>{s=s*10+exp[i++]-48。

Push（&OPND,s>。

s=0。

ch=exp[i]。

}

}

else

switch（precede（GetTop（&OPTR>,ch>>{case'<':

//栈顶元素优先权低Push（&OPTR,ch>。

ch=exp[++i]。

break。

case'=':

//脱括号并接受下一字符

Pop（&OPTR>。

ch=exp[++i]。

break。

case'>':

//退栈并将运算结果入栈theta=Pop（&OPTR>。

b=Pop（&OPND>

a=Pop（&OPND>

Push（&OPND,Operate（a,theta,b>>。

break。

}//switch

}//while

returnGetTop（&OPND>。

}//EvaluateExpression_1intEvaluateExpression_2（>{//后缀求值

SqStackOPND。

charch,theta,receive[100]={0},exp[100]={0}。

inti=0,s=0,a=0,b=0,step=0。

InitStack（&OPND>。

printf（"请输入一个中缀表达式：

\n">。

gets（receive>。

//输入中缀表达式

Change（receive,exp>。

printf（"相应地后缀表达式为：

\n">。

puts（exp>。

//输出对应地后缀表达式

ch=exp[0]。

while（ch!

='#'>{

if（!

In（ch,OPSET>>{//不是运算符则压入栈中

if（exp[i+1]==''>{//未出现连续数字

Push（&OPND,ch-48>。

i+=2。

ch=exp[i]。

}//if

else//出现连续数字

{

s=exp[i++]-48。

while（exp[i]>='O'&&exp[i]<='9'>{s=s*10+exp[i++]-48。

}//while

Push（&OPND,s>。

s=0。

ch=exp[++i]。

}//else

}//if

else{

theta=ch。

b=Pop（&OPND>

a=Pop（&OPND>

Push（&OPND,Operate（a,theta,b>>。

i+=2。

ch=exp[i]。

}

}

returnGetTop（&OPND>。

}//EvaluateExpression_2<

3）函数调用关系图

main（>

EvaluateExpression_1（>|EvaluateExpression_：

3.完整地程序：

#include"stdio.h"

#include"stdlib.h"

#defineSIZE80

#defineOK1

#defineERROR0

typedefstruct{//定义栈

intdata[SIZE]。

inttop。

intbase。

。

5PCzVD7HxA

}SqStack。

charOPSET[7]={'+','-','*','/','（','>','#'}

//定义OPSET字符数组为算符集合

charPrior[7][7]={

//算符间地优先关系

｝。

intGetTop（SqStack*s>{

//若栈为空,则返回s地栈顶元素；否则返回if（s->top==s->base>returnERROR。

return（s->data[s->top-1]>。

}

voidPush（SqStack*s,inte>{

//插入e为新地栈顶元素s->data[s->top]=e。

s->top++。

}

intPop（SqStack*s>{

//若栈不空,则删除之,并返回其值；否则返回inte。

if（s->base==s->top>returnERROR。

else{

e=s->data[s->top-1]。

s->top--。

}

returne。

}

voidInitStack（SqStack*s>{

//置栈S为空

s->top=0。

s->base=0。

}

intEmpty（SqStack*s>{

//判定s是否为空栈

if（s->base==s->top>

return1。

ERROR

REEOR

else

return0

intOperate（inta,chartheta,intb>{

//返回a与b间theta运算地结果

。

break。

。

break。

。

break。

。

break。

switch（theta>{

case'+':

returna+bcase'-':

returna-bcase'*':

returna*bcase'/':

returna/bdefault:

return0

}

}

intIn（chars,char*TestOp>{

//s为待判断字符,TestOp为已知地算符集合intFind=0。

for（inti=0。

i<7。

i++>{

if（s==TestOp[i]>Find=1。

}

returnFind。

}

intReturnOpOrd（charop,char*TestOp>{

//确定运算符类型,op为待确定运算符,TestOp为已知地算符集合

inti。

for（i=0。

i<7。

i++>{

if（op==TestOp[i]>returni。

}

return0。

}

charprecede（chara,charb>{

//返回算符a和b地优先权高低

returnPrior[ReturnOpOrd（a,OPSET>][ReturnOpOrd（b,OPSET>]。

jLBHrnAILg

}

voidPrintOpnd（SqStack*s>{

//输出运算数栈

inti=s->base。

printf（"StackOPND:

">。

if（!

Empty（s>>{

for（。

i<（s->top>。

i++>

printf（"%d",s->data[i]>。

}else

printf（"">

printf（"\n">

voidPrintOptr（SqStack*s>{

//输出运算符栈inti=s->base。

printf（"StackOPTR:

">。

for（。

i<（s->top>。

i++>printf（"%c",s->data[i]>。

printf（"\n">。

}

voidStore（char*s,charch>{

//将ch存入数组schar*p=s。

while（*p>{p++。

}*p++=ch。

}

intEvaluateExpression_1（>{

//中缀求值

SqStackOPND,OPTR。

charch,theta,exp[100]={0}。

inti=0,s=0,a=0,b=0,step=0。

InitStack（&OPND>。

InitStack（&OPTR>。

Push（&OPTR,'#'>。

gets（exp>。

ch=exp[0]。

while（ch!

='#'||GetTop（&OPTR>!

='#'>{if（!

In（ch,OPSET>>{//不是运算符则进栈if（In（exp[i+1],OPSET>>{//未出现连续数字Push（&OPND,ch-48>。

ch=exp[++i]。

}//if

else//出现连续数字{

s=exp[i++]-48。

while（exp[i]>='0'&&exp[i]<='9'>{s=s*10+exp[i++]-48。

}Push（&OPND,s>。

s=0。

ch=exp[i]。

}

}

else

switch（precede（GetTop（&OPTR>,ch>>{case'<':

//栈顶元素优先权低Push（&OPTR,ch>。

ch=exp[++i]。

break。

case'=':

//脱括号并接受下一字符

Pop（&OPTR>。

ch=exp[++i]。

break。

case'>':

//退栈并将运算结果入栈

theta=Pop（&OPTR>。

b=Pop（&OPND>

a=Pop（&OPND>

Push（&OPND,Operate（a,theta,b>>。

break。

}//switch

}//while

returnGetTop（&OPND>。

}//EvaluateExpression_1

voidChange（char*s1,char*s2>{

//将中缀表达式转为后缀表达式

SqStackOPTR。

charch。

inti=0,sum=0。

InitStack（&OPTR>。

Push（&OPTR,'#'>。

ch=s1[0]。

while（ch!

='#'||GetTop（&OPTR>!

='#'>{

if（!

In（ch,OPSET>>{//不是运算符则进栈if（In（s1[i+1],OPSET>>{//未出现连续数字Store（s2,ch>。

Store（s2,''>。

//存入一个空格

ch=s1[++i]。

}//if

else//出现连续数字

{

while（s1[i]>='0'&&s1[i]<='9'>{

Store（s2,s1[i]>。

i++。

}//while

Store（s2,''>。

//存入一个空格

ch=s1[i]。

}//else

}//if

else

switch（precede（GetTop（&OPTR>,ch>>{

case'<':

//栈顶元素优先权低Push（&OPTR,ch>。

ch=s1[++i]。

break。

case'=':

//脱括号并接受下一字符

Pop（&OPTR>。

ch=s1[++i]。

break。

case'>':

//退栈并将运算结果入栈

Store（s2,Pop（&OPTR>>。

Store（s2,''>。

//补入一个空格作为间隔

break。

}//switch

}//while

Store（s2,ch>。

}//Change

intEvaluateExpression_2（>{//后缀求值

SqStackOPND。

charch,theta,receive[100]={0},exp[100]={0}。

inti=0,s=0,a=0,b=0,step=0。

InitStack（&OPND>。

printf（"请输入一个中缀表达式：

\n">。

gets（receive>。

//输入中缀表达式Change（receive,exp>。

printf（"相应地后缀表达式为：

\n">。

puts（exp>。

//输出对应地后缀表达式

ch=exp[0]。

while（ch!

='#'>{

if（!

In（ch,OPSET>>{//不是运算符则压入栈中if（exp[i+1]==''>{//未出现连续数字Push（&OPND,ch-48>。

i+=2。

ch=exp[i]。

}//if

else//出现连续数字

{

s=exp[i++]-48。

while（exp[i]>='0'&&exp[i]<='9'>{s=s*10+exp[i++]-48。

}//whilePush（&OPND,s>。

s=0。

ch=exp[++i]。

}//else

}//ifelse{theta=ch。

b=Pop（&OPND>

a=Pop（&OPND>Push（&OPND,Operate（a,theta,b>>。

i+=2。

ch=exp[i]。

}

}

returnGetTop（&OPND>。

}//EvaluateExpression_2intmain（>{

chars=0,c。

while（1>{

printf（"请输入‘1'或‘0'<1代表中缀表达式,0代表后缀表达式）

\n">。

c=getchar（>。

fflush（stdin>。

if（c=='1'>{//中缀表达式运算结果

printf（"%d\n",EvaluateExpression_1（>>。

}

else{//后缀表达式运算结果

printf（"%d\n",EvaluateExpression_2（>>。

}

do{

scanf（"%c",&s>。

if（s=='q'||s=='Q'>

exit（0>。

}

while（s!

='\n'>。

system（"cls">。

}

return0。

}（四>程序使用说明及测试结果

1•程序使用说明

<1）本程序地运行环境为VC6.0.

<2）进入演示程序后即显示提示信息：

请输入‘1'或’0'<1代表中缀表达式,0代表后缀表达式）：

若输入1,则继续输入一中缀表达式，程序将计算出结果；

若输入0,则程序将继续提示：

请输入一个中缀表达式：

输入一中缀表达式

相应地后缀表达式为：

程序此后将显示转换后地后缀表达式，并输出结果•

2.测试结果：

例如：

5*<6-4）#,输出结果为10.

3.调试中地错误及解决办法.（遇到时给出>

开始套用课本中算法模式，在调试过程中错误重重，经过单步调试后，出现了运行界面，但

是未能输出正确结果；最后请班上其他同学指点，并改进算法，最终得出程序.XHAQX74J0X

4.运行界面

先输入1,再输入表达式5*<6-4）#

先输入0,再输入表达式5*<6-4）#

＜五）、实验总结（实验心得＞

你在编程过程中花时多少？

零散地时间全部加上，大概有十多个小时•

多少时间在纸上设计？

没有在纸上设计•

多少时间上机输入和调试？

十来个小时•

多少时间在思考问题？

不知道，一两个吧•

遇到了哪些难题？

开始套用课本中算法模式，在调试过程中错误重重，经过单步调试后，出现了运行界面，但是未能输出正确结果；最后请班上其他同学指点，并改进算法，最终得出程序.LDAYtRyKfE

你是怎么克服地？

克服困难地方法只要是看书查质料，向同学请教，并耐心对程序进行单步调试•

你地收获有哪些？

这次实验我感觉难度很大，花费地时间比较长，但是对我了解要学习数据结构帮助很大•

教师评语:

实验成绩:

指导教师签名：

批阅日期: