c++实现表达式求值

#include<iostream>
using namespace std;
#include<string>

class Expression
{
private:
	string str;   //表达式
	int Compare(char str1, char str2); //比较 str1 和 str2 的优先级

public:
	Expression(string str3); //构造函数
	~Expression(); //析构函数
	double& Compute(); //计算表达式 str 的值
};

//构造函数
Expression::Expression(string str3) :str(str3 + '#') {}

//析构函数
Expression::~Expression() {}

//比较运算符优先级
int Expression::Compare(char str1, char str2)
{
	//返回1表示str1的优先级高(入栈)，0表示优先级相同，-1表示str2的优先级高(出栈运算)
	switch (str1)
	{
		//加减
	case '+': case'-':
		if (str2 == '(' || str2 == '#')
		{
			return 1;
		}
		else
		{
			return -1;
		}
		break;

		//乘除
	case '*': case '/':
		if (str2 == '*' || str2 == '/')
		{
			return -1;
		}
		else
		{
			return 1;
		}
		break;

		//左括号
	case '(':
		return 1;
		break;

		//右括号
	case ')':
		if (str2 == '(')
		{
			return 0;
		}
		else
		{
			return -1;
		}
		break;

		//#号
	case '#':
		if (str2 == '#')
		{
			return 0;
		}
		else
		{
			return -1;
		}
		break;

	default:
		break;
	}
}

//计算表达式的值
double& Expression::Compute()
{
	double OPND[100]; //定义运算对象的顺序栈
	char OPTR[100]; //定义运算符的顺序栈
	OPTR[0] = '#'; //栈OPTR初始化为定界符
	int top_nd = -1, top_tr = 0; //初始化栈OPND和OPTR（栈顶指针）
	double x = 0.0, y = 0.0, z = 0.0; //参加运算的变量
	int i = 0, k = 0; //i 为循环的索引， k 为返回的优先级
	char op; //参加运算时接收的运算符

	for (i = 0; i < this->str.size();) //依次扫描每一个字符
	{
		//将运算对象压栈
		if (this->str[i] >= '0' && this->str[i] <= '9')
		{
			double value = 0; //定义运算对象的最终形态（整数加小数）

			//整数部分
			while (this->str[i] >= '0' && this->str[i] <= '9')
			{
				value = (10 * value + str[i]) - '0';
				i++;
			}
			
			//小数部分
			if (this->str[i] == '.')
			{
				
				int r = 10;
				i++;
				while (this->str[i] >= '0' && this->str[i] <= '9')
				{
					
					value += static_cast<double>(this->str[i] - '0') / r;
					r = 10 * r;
					i++;
				}
			}
			OPND[++top_nd] = value; //value整数包括小数的最终形态入栈
		}

		

		//将运算符压栈
		else
		{
			k = this->Compare(this->str[i], OPTR[top_tr]);
			if (k == 1) //如果str的优先级高
			{
				OPTR[++top_tr] = this->str[i++]; //将表达式的运算符压入运算符栈
			}
			else if (k == -1) //如果str的优先级低
			{
				y = OPND[top_nd--]; //将运算对象出栈
				x = OPND[top_nd--];
				op = OPTR[top_tr--]; //op为出栈的运算符

									 //成功出栈后进行运算
				switch (op)
				{
				case '+':
					z = x + y;
					break;

				case '-':
					z = x - y;
					break;

				case '*':
					z = x * y;
					break;

				case '/':
					z = x / y;
					break;

				default:
					break;
				}
				OPND[++top_nd] = z; //将运算结果压入运算对象栈中
				
			}

			else //如果优先级相同
			{
				top_tr--; //出栈
				i++;
			}
		}
	}
	return OPND[top_nd]; //运算对象栈的栈顶元素即为运算结果
}

int main()
{
	cout << "******************************" << endl
		<< "程序功能：表达式求值               " << endl
		<< "******************************" << endl;

	string str;
	cout << "请输入一个表达式：" << endl;
	cin >> str;
	Expression E(str);
	double result = E.Compute();
	cout << "表达式的值为：" << result << endl;
	system("pause");
	return 0;
}