数据结构实验二(1) 利用栈求表达式的值

★观前提示：本篇内容为数据结构实验，代码内容经测试没有问题，但是可能会不符合每个人实验的要求，因此以下内容建议仅做思路参考。

一、实验目的

掌握栈与队列的基本结构和操作方法,并能利用其解决实际问题。

二、实验要求

输入一个表达式(4+2*4#) ，利用栈求表达式的值。(只对整数求值,目前只考虑操作数为个位数的情况,即 24 + 34 * 34 这种情况不考虑)

思路提示:

1、先实现栈的基本操作:初始化,入栈,出栈等。 2、首先将一个中缀式变成后缀式,然后,对后缀式求值。 3、可用顺序栈或者链栈实现。

★温馨提示：以下代码均为改正过的代码，皆已经过测试。

三、源码实现

#include<stdio.h>
#include<iostream>
#include<malloc.h>     //头文件 
#include<stdlib.h>
using namespace std;
 
#define SetType int
#define Status int
#define STACKINC 10
#define STACKSIZE 100 //最大SIZE设置为100 

 
//运算符优先级表   
char Prior[7][7] =
{       // '+' '-' '*' '/' '(' ')' '#'   
	/*'+'*/'>','>','<','<','<','>','>',  //当栈中的符号是加号时，此加号与下一个运算符进行比较优先级
	/*'-'*/'>','>','<','<','<','>','>',  //下面几行类似
	/*'*'*/'>','>','>','>','<','>','>',
	/*'/'*/'>','>','>','>','<','>','>',
	/*'('*/'<','<','<','<','<','=',' ',
	/*')'*/'>','>','>','>',' ','>','>',
	/*'#'*/'<','<','<','<','<',' ','='
};
//判断优先级函数 
char Precede(int a, int b) {//判断优先级
	return Prior[a][b];
}
//顺序栈 结构体 
typedef struct {
	SetType *base;
	SetType *top;
	int stacksize;
}SqStack;
 
//构造空栈S
Status InitStack(SqStack &S) {
	S.base = (SetType *)malloc(STACKSIZE * sizeof(SetType));
	if (!S.base) return -1;
	S.top = S.base;
	S.stacksize = STACKSIZE;
	return 1;
}
 
//入栈操作
Status Push(SqStack &S, SetType e) {
	if (S.top - S.base >= S.stacksize) {    //栈满，追加空间
		S.base = (SetType *)realloc(S.base, (S.stacksize + STACKINC) * sizeof(SetType));
		if (!S.base) return 0;      //存储空间分配失败
		S.top = S.base + S.stacksize;
		S.stacksize += STACKINC;
	}
	*S.top = e;
	S.top++;
	return 1;
}
 
//出栈操作
Status Pop(SqStack &S, SetType &e) {
	if (S.top == S.base) return 0;
	e = *--S.top;
	return e;
}
 
//取栈顶元素
Status GetTop(SqStack S, SetType &e) {
	if (S.top == S.base) {     //如果栈为空，返回错误
		return 0;
	}
	e = *(S.top - 1);
	return e;
}
//转换函数 
int change(char a) {           //将字符转换成数字
	if (a == '+') return 0;    //主要是因为建立的栈为int型  
	if (a == '-') return 1;    //方便与存储到栈中
	if (a == '*') return 2;
	if (a == '/') return 3;
	if (a == '(') return 4;
	if (a == ')') return 5;
	if (a == '#') return 6;
	else return a-48;
}
 
//判断是不是运算符
int In(char c) {
	if (c-48>=0 && c-48<= 9) return 0;
	else return 1;
}
 
//进行运算
int Operator(int a, int theta, int b) {    
	if (theta == 0) return a + b;
	if (theta == 1) return a - b;
	if (theta == 2) return a*b;
	if (theta == 3) return a/b;
}
 
//输入表达式并求值
int EvaluateExperession() {
	SqStack optr; //运算符栈
	SqStack opnd; //运算数栈
	InitStack(optr);  //初始化
	InitStack(opnd);  //初始化
 
	Push(optr, 6);    //初始栈底元素为#，用数字6表示
	char c[50];       //用字符串数组来保存输入的表达式
	int i=0,  x,  result;
	cin>>c;       //输入表达式
	do
	{
		if (!In(c[i])) {     //如果不是运算符，将其进运算数栈
			Push(opnd, change(c[i]));
			i++;
		}
		else {               //是运算符，比较优先级并进行相关操作
			switch (Precede(GetTop(optr, x), change(c[i]))) {
			case '<':        //当前栈顶元素优先级低，新运算符入栈
				Push(optr, change(c[i]));
				i++;
				break;
			case '=':        //两个运算符相等，为左右括号，取出
				Pop(optr, x);
				i++; 
				break;
			case '>':        //当前栈顶运算符优先级高，进行计算
				int a, b, theta;
				Pop(optr, theta);  //取当前栈顶运算符
				Pop(opnd, b);      //取栈顶运算数b，并从栈中删除
				Pop(opnd, a);      //取栈顶运算数a，并从栈中删除
				Push(opnd, Operator(a, theta, b));	 //进行计算，将计算结果		
				break;
			}
		}
	} while ( c[i] );
	return GetTop(opnd, result);
}
//主函数 
int main()
{
	printf("请输入一个表达式（以#结束）：");
	cout<<EvaluateExperession();//调用表达式函数 
	return 0;
}

2022.5.21记录：Code_流苏 如有任何疑问，评论回复，看到即回，欢迎大家多多交流学习！ ★以上实验内容仅供参考。