C++表达式求值

涉及到的求值

  1. 前缀表达式求值(波兰式)
  2. 后缀表达式求值(逆波兰式)
  3. 中缀表达式求值
  4. 中缀表达式转前缀表达式
  5. 中缀表达式转后缀表达式

注意事项

  1. 只涉及 + - * / ( )
  2. 错误的表达式未作处理
  3. 掺杂了栈的顺序表相关实现

代码书写

#include <iostream>


#define MaxSize 50
#define ElemType string
using namespace std;

typedef struct {
   
    ElemType data[MaxSize];
    int top;
} Stack;

// 初始化
void InitStack(Stack &S) {
   
    S.top = -1;
}

// 判空
bool StackEmpty(Stack S) {
   
    return S.top == -1 ? true : false;
}

// 压栈
bool Push(Stack &S, ElemType x) {
   
    // 栈满
    if (S.top == MaxSize - 1) {
   
        cout << "栈为满,待入栈元素:" << x << endl;
        return false;
    }
    S.data[++S.top] = x;
    return true;
}

// 弹栈
bool Pop(Stack &S, ElemType &x) {
   
    // 栈空
    if(S.top == -1) {
   
        return false;
    }
    x = S.data[S.top--];
    return true;
}

// 获取栈顶
bool GetTop(Stack S, ElemType &x) {
   
    if( S.top == -1 ) {
   
        return false;
    }
    x = S.data[S.top];
    return true;
}

// 遍历栈元素
void PrintStack(Stack S) {
   
    int top = S.top;
    cout << "栈内元素(顶-尾)";
    while(top != -1) {
   
        cout << S.data[top --] << ' ';
    }
    cout << endl;
}

// 运算符还是运算数
bool isSignal(string s) {
   
    if(s == "(" || s == ")" || s == "+" || s == "-" || s == "*" || s == "/"){
   
        return true;
    }
    return false;
}

// 计算入栈
bool pushStack(Stack &S, string firstNumber, string secondNumber, string signal) {
   
    if (signal == "+") {
   
        return Push(S, to_string(stod(firstNumber) + stod(secondNumber)));
    }
    if (signal == "-") {
   
        return Push(S, to_string(stod(firstNumber) - stod(secondNumber)));
    }
    if (signal == "*") {
   
        return Push(S, to_string(stod(firstNumber) * stod(secondNumber)));
    }
    if (signal == "/") {
   
        return Push(S, to_string(stod(firstNumber) / stod(secondNumber)));
    }
}

// 中缀表达式输出
string mathM(string arr[], int size) {
   
    string str;
    for(int i = 0; i < size; i++) {
   
        str += arr[i];
    }
    return str;
}

// 后缀表达式输出
string mathE(Stack S
### C++ 表达式求值顺序及规则 在 C++ 中,表达式求值顺序由 **顺序点 (sequence point)** 定义。这些规则决定了程序执行过程中何时完成某些操作及其副作用[^2]。 #### 什么是顺序点? 顺序点是指一个特定的时间点,在此之前所有的求值和副作用都必须完成,之后才可以继续后续的操作。C/C++ 中仅有少数几种情况存在顺序点,主要包括以下五种情形: 1. 函数调用中的逗号分隔参数之间不存在顺序点; 2. `&&` 和 `||` 的短路逻辑运算符在其左侧子表达式完成后才计算右侧部分; 3. 条件运算符 (`?:`) 在其条件判断完成后才会评估第二个或第三个操作数; 4. `,` 运算符会在左操作数完全求值并应用所有副作用后再处理右操作数; 5. 每条语句结束处(如`;` 或控制结构的边界)也构成一个顺序点。 对于非顺序点的情况,编译器可以自由决定各子表达式的实际求值次序以及它们之间的相对关系。 #### 不确定行为的例子 考虑如下代码片段: ```cpp #include <iostream> int main() { int a = 4; std::cout << a++ << " " << a; return 0; } ``` 上述例子中由于缺乏足够的顺序点来分离两次访问变量 `a` 的动作——一次作为自增前读取旧值用于输出(`a++`),另一次则是更新后的当前值再次参与流插入操作(`<< a`)——因此最终打印出来的数值组合可能因实现而异[^3]。 另一个典型实例来自给定引用[4]: ```cpp #include <iostream> int main() { int i = 0; std::cout << ++i << ' ' << --i << '\n'; return 0; } ``` 这里同样涉及到了同一个对象在同一表达式内的多次修改尝试,违反了标准所规定的约束条件之一即:“除非另有说明,否则不允许同一标量对象既被写入又被读取或者被重复写入而不通过某个中间序列点。” 所以这段代码的行为同样是未定义的[^4]。 综上所述,理解清楚哪些地方设置了有效的顺序点至关重要,因为这直接影响到我们编写安全可靠代码的能力。当遇到复杂表达式时应尽量分解成简单独立的小步驟以便于维护清晰性和可预测性。
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