软件实习-算术表达式求值

#include<iostream>
#include<cmath>
using namespace std;
class stack
{
public :
	int top,l1[50];//l1用于存放左括号下标（l代表left）。
	char a[100];//a存放左括号，当找到匹配的右括号时，左括号就会pop（）。
	void pop();
	void push(char b,int i);
	void match(stack &s,char fh[],int m,double n[],int l[],int r[],int &p);//括号匹配函数
	stack(){top=0;};//初始化top
};
void sort(char b[],double n[],char fh[],int &m)//sort函数是用来分离输入的一串表达式中的数字和非数字，非数字存在fh数组（fh代表符号），数字存在n数组（n代表number）
{
	int k,j;
	double n1=0;
	for(int i=0;i<strlen(b);i++)
	{
		if(b[i]=='+'||b[i]=='-'||b[i]=='*'||b[i]=='/'||b[i]==')'||b[i]=='^')//遇到运算符，则往后找char中的数字，并通过k，将char类型的数字变成int类型。
		{
			k=1;
			j=i-1;
			while(1)
			{	
				if(isdigit(b[j]))
				{
					n[m]+=(b[j]-'0')*k;
					k*=10;
					j--;
				}
				else if(b[j]=='.')//小数处理
				{
					n1=n[m]/k;
					n[m]=0;
					n[m]+=n1;
					j--;
					k=1;
				}
				else if(b[j]=='!')//负数处理
				{
					n[m]*=-1;
					j--;
				}
				else if(!isdigit(b[j])||j<0)//退出条件
				{
					break;
				}
			}
			if(k>9)
				m++;//m代表fh+n的个数。
			fh[m]=b[i];
			m++;
		}
		else if(b[i]=='(')//遇到左括号，就将它存入数组fh
		{
			fh[m]=b[i];
			m++;
		}
		else if(i==strlen(b)-1)//这里是寻找表达式中最后的数字如：3+2+1 中的1.
		{
			k=1;
			j=i;
			while(1)
			{	
				if(isdigit(b[j]))
				{
					n[m]+=(b[j]-'0')*k;
					k*=10;
					j--;
				}
				else if(!isdigit(b[j])||j<0)
					break;
			}
			m++;
		}
		
		
	}
}

void stack::match(stack &s,char fh[],int m,double n[],int l[],int r[],int &p)//寻找匹配的括号,匹配之后,将左括号从a[]中pop出.
{
	for(int i=0;i<m;i++)
	{
		if(fh[i]=='(')//如果遇到左括号,就将他push到a[],并保存下标
		{	
			s.push(fh[i],i);
		}
		else if(fh[i]==')')//遇到第一个匹配的右括号,就pop出相应的左括号,并将左右括号在fh[]中的对应下标记录下来,左括号右括号分别记录到l[],r[](l代表left,r代表right)
		{
			s.pop();
			r[p]=i;
			l[p]=s.l1[top];
			p++;
		}
	}
}
void stack::push(char b,int i)
{
	a[top]=b;
	l1[top]=i;
	top++;
}
void stack::pop()
{
	top--;
	a[top]=0;
}
void cal(char fh[],double n[],int l[],int r[],int p,int &m)//这里是计算括号中的结果
{	
	int i,j,k,q,w;
	for(i=0;i<p;i++)
	{	
		for(j=r[i]-1;j>l[i];j--)//第一个for,代表幂的优先级最高
		{
			if(fh[j]=='^')//蜜运算
			{
				n[j-1]=pow(n[j-1],n[j+1]);
				for(k=j;k<m;k++)
				{
					fh[k]=fh[k+2];
					n[k+1]=n[k+3];
				}
				for(q=i;q<p;q++)
					r[q]-=2;
				m-=1;
				j=r[i]-1;
			}
		}
		for(j=l[i]+1;j<r[i];j++)//第二个for,代表之后去寻找*,/
		{
			if(fh[j]=='*')
			{
				n[j-1]*=n[j+1];
				for(k=j;k<m;k++)
				{
					fh[k]=fh[k+2];
					n[k+1]=n[k+3];
				}
				for(q=i;q<p;q++)
					r[q]-=2;
				m-=1;
				j=l[i]+1;
			}
			else if(fh[j]=='/')
			{
				n[j-1]/=n[j+1];
				for(k=j;k<m;k++)
				{
					fh[k]=fh[k+2];
					n[k+1]=n[k+3];
				}
				for(q=i;q<p;q++)
					r[q]-=2;
				m-=2;
				j=l[i]+1;
			}		
		}
		for(j=l[i]+1;j<r[i];j++)//第三个for,寻找最后的+,-
		{
			if(fh[j]=='+')
			{
				n[j-1]+=n[j+1];
				for(k=j;k<m;k++)
				{
					fh[k]=fh[k+2];
					n[k+1]=n[k+3];
				}
				for(q=i;q<p;q++)
					r[q]-=2;
				for(q=0;q<p;q++)
					if(l[q]>l[i])
						l[q]-=2;
				m-=1;
				j=l[i]+1;
			}
			else if(fh[j]=='-')
			{
				n[j-1]-=n[j+1];
				for(k=j;k<m;k++)
				{
					fh[k]=fh[k+2];
					n[k+1]=n[k+3];
				}
				for(q=i;q<p;q++)
					r[q]-=2;
				m-=2;
				j=l[i]+1;
			}
		}	
		for(w=l[i];w<m;w++)//以下是数组的一些位置变换,具体在函数末尾我会做一个图.
			fh[w]=fh[w+1];
		for(q=i;q<p;q++)
				r[q]-=1;
		for(q=0;q<p;q++)
			if(l[q]>l[i])
				l[q]-=1;

		for(w=r[i];w<m;w++)
			fh[w]=fh[w+1];
		for(q=i;q<p;q++)
			r[q]-=1;
		for(q=0;q<p;q++)
			if(l[q]>l[i])
				l[q]-=1 ;
	
		for(w=l[i];w<m;w++)
			n[w]=n[w+1];
		for(w=l[i];w<m;w++)
			n[w+1]=n[w+2];
	}
}
void main()
{			
	char b[100]="(",b2[100]=")";
	char b1[100]={0};
	char fh[50]={0};
	double n[50]={0};
	int m=0,l[50]={0},r[50]={0},p=0;
	cout<<"Please be attention to input an expression(negative number after '!' )"<<endl;
	cin>>b1;
	strcat(b1,b2);
	strcat(b,b1);
	stack s;
	stack();
	sort(b,n,fh,m);
	s.match(s,fh,m,n,l,r,p);
	cal(fh,n,l,r,p,m);
	cout<<"There is the Result: "<<n[0]<<endl;
}