表达式求值

 几年之前因为一个表达式求值方面的问题烦恼了好几天。最终问题虽然解决了，但对于表达式求值的实现却未理解。大概是因为当初数据结构基础薄弱的缘故吧。好几年了，今天偶尔想起，决定写一个。虽说写，也不是原创，而是在别人的基础上修改而来的。放在这里，以备查阅。

首先是exprcalc.h文件

#ifndef _EXPR_CALC_H_
#define _EXPR_CALC_H_

#include <stack>
#include <string>
#include <exception>

#pragma warning(disable: 4018 4244)

template<class T>
class ExprCalc
...{
public:
    ExprCalc(std::string expr) : expr_(expr) ...{ }
    void SetExpr(std::string expr) ...{ expr_ = expr; }
    T Resolve();

private:
    // 处理栈内的元素
    void Deal()
    ...{
        char sign = op_.top(); op_.pop();
        T x = num_.top(); num_.pop();
        T y = num_.top(); num_.pop();
        T res = Calc(y, x, sign); num_.push(res);
    }

    // 计算x sign y, 结果返回，sign= +、-、*、/
    T Calc(T x, T y, char sign) 
    ...{
        switch (sign)
        ...{
        case '+': return x + y;
        case '-': return x - y;
        case '*': return x * y;
        case '/': return x / y;
        default: throw std::logic_error("Invalid Expression!");
        }
    }

    // 计算符号的优先级
    int Prior(char sign) 
    ...{
        if (sign == '*' || sign == '/' || sign == '%')  return 2;
        if (sign == '+' || sign == '-')  return 1;
        return 0;
    }

private:
    std::string      expr_;     //输入的字符串
    std::stack<T>    num_;      //数据栈
    std::stack<char> op_;       //符号栈
};

template<class T>
T ExprCalc<T>::Resolve()
...{
    if (expr_.length() == 0) 
        throw std::logic_error("Invalid Expression!");

    for (int i = 0; i < expr_.length(); )
    ...{
        // 第一个数是负数，或(-8+9)这种情况
        if ((expr_[i] >= '0' && expr_[i] <= '9') || 
            (expr_[i] == '-') && (i == 0 || expr_[i-1] == '('))
        ...{
            int j = 0;
            char operand[10] = ...{0, }; 
            while ((expr_[i] >= '0' && expr_[i] <= '9') || 
                (expr_[i] == '-' && (i == 0 || expr_[i-1] == '(')) || 
                (expr_[i] == '.'))
                operand[j++] = expr_[i++];
            T num = atof(operand);
            num_.push(num);
        }
        else
        ...{
            if (expr_[i] == ')') 
            ...{
                while (op_.top() != '(') 
                    Deal(); 
                op_.pop();
            }
            else 
            ...{
                if (!op_.empty() && expr_[i] != '(' &&
                    Prior(expr_[i]) <= Prior(op_.top()))
                    Deal();
                op_.push(expr_[i]);
            }
            i++;
        }            
    }

    while (!op_.empty())
        Deal();

    T res = num_.top(); num_.pop();
    return res;
}

#endif

 然后是exprcalc.cpp文件

#include "ExprCalc.h"
#include <iostream>
using namespace std;

int main()
...{
    try
    ...{
        ExprCalc<int> ec("2*(25+25)+100*500");
        cout << ec.Resolve() << endl;
    }
    catch (const exception& e)
    ...{
        cout << e.what() << endl;        
    }

    return getchar();
}

此程序在vs2005下测试通过。