表达式求值

本文详细介绍了如何使用栈来处理包含多种运算符的四则运算表达式,并针对原始代码进行了两处关键优化:简化运算符优先级矩阵并减少数字读取次数。

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写了一个下午,各种纠结,各种问,终于搞明白了。但是自己还是想出来的一点东西的。很爽歪歪的,哈哈。。。

先贴第一次的代码:

#include<iostream> #include<cstdio> #include<string> #include<cstring> #include<vector> #include<algorithm> using namespace std; char DATA[7][7]={ //运算符优先级判断 {'>','>','<','<','<','>','>'}, {'>','>','<','<','<','>','>'}, {'>','>','>','>','<','>','>'}, {'>','>','>','>','<','>','>'}, {'<','<','<','<','<','=',' '}, {'>','>','>','>',' ','>','>'}, {'<','<','<','<','<',' ','='}}; int sign(char ch) { switch(ch) { case '+' : return 0; case '-' : return 1; case '*' : return 2; case '/' : return 3; case '(' : return 4; case ')' : return 5; case '=' : return 6; default : printf("sign error.\n"); } } char preorder(char a, char b) //入栈前判断两个运算符 { return DATA[sign(a)][sign(b)]; } double calculate(double a, char oper, double b) //四则运算 { switch(oper) { case '+' : return a + b; case '-' : return a - b; case '*' : return a * b; case '/' : return a / b; default : printf("operator error.\n"); } } int main() { int ncase; string str; vector<double>num; //存数字 vector<char>oper; //存运算符 scanf("%d", &ncase); while(ncase--) { str.clear(); num.clear(); oper.clear(); cin>>str; oper.push_back('='); //等号先入栈底 int i = 0, flag = 0; //flag=1代表是double类型数的一部分 double temp; while(i != str.size()) { if( (str[i] >= '0' && str[i] <= '9' || str[i] == '.') && flag == 0) //double数字处理 { sscanf(&str[i], "%lf", &temp); num.push_back(temp); flag = 1; } else if((str[i] > '9' || str[i] < '0') && str[i] != '.') //运算符处理 { flag = 0; double a, b; char ope; switch(preorder(oper.back(), str[i])) //判断优先级 { case '<' : oper.push_back(str[i]); break; //入栈 case '=' : oper.pop_back(); break; //出栈 case '>' : ope = oper.back(); oper.pop_back(); //出一个运算符 2个数 b = num.back(); num.pop_back(); //顺序是b,然后是a。这里是倒序,错了N久才找出来! a = num.back(); num.pop_back(); num.push_back(calculate(a, ope, b)); //结果入栈 i--; break; //栈长度同时减1 default : break; } } i++; //读取下一个字符 } printf("%.2lf\n", num.back()); } return 0; }

优化2个地方:

1.栈中不会出现右括号,所以DATA第五行可以置空。

2.sscanf(&str[i], "%lf%n", &temp, &len)中len记录temp的长度,下面直接用i += i+len-1则可以避免多次循环,节省读取double数据的时间。特别注意:(是%n不是%d)

优化后,代码如下:

#include<iostream> #include<cstdio> #include<string> #include<cstring> #include<vector> #include<algorithm> using namespace std; char DATA[7][7]={ //运算符优先级判断 {'>','>','<','<','<','>','>'}, {'>','>','<','<','<','>','>'}, {'>','>','>','>','<','>','>'}, {'>','>','>','>','<','>','>'}, {'<','<','<','<','<','=',' '}, {' ',' ',' ',' ',' ',' ',' '}, {'<','<','<','<','<',' ','='}}; int sign(char ch) { switch(ch) { case '+' : return 0; case '-' : return 1; case '*' : return 2; case '/' : return 3; case '(' : return 4; case ')' : return 5; case '=' : return 6; default : printf("sign error.\n"); } } char preorder(char a, char b) //入栈前判断两个运算符 { return DATA[sign(a)][sign(b)]; } double calculate(double a, char oper, double b) //四则运算 { switch(oper) { case '+' : return a + b; case '-' : return a - b; case '*' : return a * b; case '/' : return a / b; default : printf("operator error.\n"); } } int main() { int ncase; string str; vector<double>num; //存数字 vector<char>oper; //存运算符 scanf("%d", &ncase); while(ncase--) { str.clear(); num.clear(); oper.clear(); cin>>str; oper.push_back('='); //等号先入栈底 int i = 0, len; double temp; while(i != str.size()) { if(str[i] >= '0' && str[i] <= '9' || str[i] == '.') //double数字处理 { sscanf(&str[i], "%lf%d", &temp, &len); //len记录temp的长度 num.push_back(temp); i += len - 1; //i直接跳到运算符,double数据一次便知长度 } else if((str[i] > '9' || str[i] < '0') && str[i] != '.') //运算符处理 { double a, b; char ope; switch(preorder(oper.back(), str[i])) //判断优先级 { case '<' : oper.push_back(str[i]); break; //入栈 case '=' : oper.pop_back(); break; //出栈 case '>' : ope = oper.back(); oper.pop_back(); //出一个运算符 2个数 b = num.back(); num.pop_back(); //顺序是b,然后是a。这里是倒序,错了N久才找出来! a = num.back(); num.pop_back(); num.push_back(calculate(a, ope, b)); //结果入栈 i--; break; //栈长度同时减1 default : break; } } i++; //读取下一个字符 } printf("%.2lf\n", num.back()); } return 0; }

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