文档介绍：《数据结构》课程设计
实验报告
模拟计算器
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模拟计算器
问题描述
对于模拟计算器的设计,实际便是利用栈对一个表达式求值的问题。
要求:
对包含加,减,乘,除,括号的任意整型表达式进行求解
设计思路
表达式:任何表达式都是由操作数、运算符和界限符组成的有意义的式子。
表达式求值时一般有后缀表示、中缀表示、前缀表示。
操作数:可以是常数、变量、常量。
运算符:从运算对象上分有单目运算符、双目运算符、三目运算符。
界限符:左右括号和表达式结束符。
思路:我们平时用到的表达式即为我们所输入的表达式(以‘# ’结束),此表达式为中缀表达式,只要将此表达式利用栈来进出运算的符号转换为后缀表达式,之后利用栈来进出运算的数字将后缀表达式的值求出即可。
数据结构定义
一般表达式的长度不会过长所以将顺序栈的容量设为100已经算是比较大了
具体数据结构如下:
# define maxsize 100
typedef double datatype1;
typedef char datatype2;
typedef struct stack1
{
datatype1 data1[maxsize];
int top1; /*栈顶元素*/
}seqstack1,*pseqstack1; /*顺序栈*/
typedef struct stack2
{
datatype2 data2[maxsize];
int top2; /*栈顶元素*/
}seqstack2,*pseqstack2; /*顺序栈*/
系统功能模块介绍
判断字符是否为操作数函数 int isnum(char)
当输入表达式时要利用栈对表达式中的数字和符号进行进栈出栈,因此要判断表达式中的内容是操作数、运算符还是界限符,给出相关信息。
求运算符优先级函数 int priority(char )
对输入的表达式中的内容,若为运算符和界限符则要判断其优先级已完成其计算的先后顺序。
中缀表达式转换为后缀表达式函数 int infix_exp_value(char *,char *)
我们平时使用的为中缀表达式,但若利用栈则利用后缀表达式比较容易计算,因此要将中缀表达式转换为后缀表达式,具体算法步骤如下:
<1>count=0,初始化运算符栈s,将结束符‘# ’加入运算符栈s中。
<2>读表达式字符=>w。
<3>当栈顶为‘# ’并且w也是‘# ’时结束;否则循环做下列步骤:
<>如果w是操作数
判断若count==0
直接输出,读下一个字符=>w;转<3>。
若 count!=0
追加字符’@’, 读下一个字符=>w, 转<3>。
<>w若是运算符,则:
count=1;
<>如果栈顶为‘(’并且w为‘)’则‘(’出栈不输出,读下一个字
符=>w,转<3>。
<>如果栈顶为‘(’或者栈顶优先级小于w优先级,则w入栈,读下
一个字符=>w,转<3>。否则:从运算符栈中出栈并输出,转<3>
后缀表达式的求值函数 double postfix_exp(char *)
使用一个操作数栈,当从左到右扫描表达式时,每遇到一个操作数就送入栈中保存,
如果操作数不止一位,则保存在operand中,遇到下一个操作数时,执行operand=operand*10+(ch-'0'),便可将操作数转化为数字。每遇到一个运算符就从栈中取出两个操作数进行当前的计算,然后把结果在入栈,直到整个表达式结束,这时送入栈顶的值就是结果。
程序清单
# include <>
# include <>
# include <>
# define maxsize 100
typedef double datatype1;
typedef char datatype2;
typedef struct stack1
{
datatype1 data1[maxsize];
int top1; /*栈顶元素*/
}seqstack1,*pseqstack1; /*顺序栈*/
typedef struct stack2
{
datatype2 data2[maxsize];
int top2; /*栈顶元素*/
}seqstack2,*pseqstack2; /*顺序栈*/
/*栈的初始化*/
pseqstack1 init_seqstack1(void)
{
pseqstack1 S;
S=(pseqstack1)malloc(sizeof(pse