表达式求值

本文介绍了一种利用栈实现计算器的基本原理与方法。通过解析输入的数学表达式,使用两个栈——数据栈和字符栈来处理加减乘除及括号嵌套的问题,实现了表达式的计算。文章详细展示了算法流程,包括数字与操作符的识别、优先级处理等关键步骤。

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题目描述

实现输入一个表达式求出它的值的计算器,比如输入:“1+2/4=”,程序就输出1.50(结果保留两位小数)

输入

第一行输入一个整数n,共有n组测试数据(n<10)。 每组测试数据只有一行,是一个长度不超过1000的字符串,表示这个运算式,每个运算式都是以“=”结束。这个表达式里只包含+-*/与小括号这几种符号。其中小括号可以嵌套使用。数据保证输入的操作数中不会出现负数。 数据保证除数不会为0

输出

每组都输出该组运算式的运算结果,输出结果保留两位小数。

样例输入

2
1.000+2/4=
((1+2)*5+1)/4=

样例输出

1.50
4.00

 

/*先定义两个栈,一个数据栈,一个字符栈,输入字符s[1],长度l=strlen(&s[1]),记录的长度是s1之后的长度,
在每一个放字符的栈点都在其首端放上个左括号,在末端放上个右括号,代码中只有一个for循环,从0到l,
(1):先判断s[i]是否等于左括号 ,等于的话把它压栈到字符栈里面,
(2):再判断是否为数字,再用一个while语句判断是整数还是小数,如果是小数,即s[i]='.',
定义一个double变量v=0和一个整形变量b=0,b用来记录小数点的位置,i-b就是小数点后面的位数,如果s[i]!=0,
v=v*10+pow(10,i-b);i++;当不满足while条件时,退出循环,i-- ,如果为小数时,v/pow(10,i-b)就是那个小数
把它压栈到数据段里面 
(3):再判断是否为'+'或'-',再判断是否满足while条件,即while(zf.top()!='(');满足的话
定义三个double变量,a,b,c;a是数据栈栈顶元素,取出并删除,b也是数据栈栈顶元素,
取出并删除,再进入switch()分支语句,switch里面是字符栈栈顶元素,c是结果,把结果压栈到数据栈,并删除运算过的字符
不满while条件的话,则把字符压栈到字符栈里面
(4):再判断是否为'*'或'/',这个不用设定while条件,直接判断是'*'还是'/',不过还是要定义三个变量,a,b,c;
把a*b或a/b压栈到数据栈里面 ,并删除运算过的字符
(5):再判断是否为右括号,是的话,再判断是否满足while条件,即while(zf.top()!='(');满足的话,过程和第三个一样
,不过while外面最后的是删除字符栈栈顶元素;
(6):最后即可输出数据栈里面的元素,并删除。
*/ 

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<math.h>
#include<stack>
using namespace std;
char s[1010];
stack<double>sj;//定义两个栈,一个数据栈,一个字符栈 
stack<char>zf;
int main()
{
    int t,i,l;
    scanf("%d",&t);
    while(t--)
    {
        scanf("%s",&s[1]);
        l=strlen(&s[1]);//记录的字符串的长度也是s1之后的长度 
        s[0]='(';//在每一个放字符的栈点都在其首端放上个左括号,
        s[l]=')';//在末端放上个右括号 
        for(i=0;i<=l;i++)
        {
            if(s[i]=='(')
            {//如果s[i]是'(',就把它压栈到字符串里面 
                zf.push(s[i]);
            }
            else if(s[i]>='0'&&s[i]<='9')
            {
                double v=0;
                int b=0;
                while(s[i]>='0'&&s[i]<='9'||s[i]=='.')
                {
                    if(s[i]=='.')//判断是否为小数 
                    b=i;//b记录的是小数点的位置 
                    else
                    v=v*10+(s[i]-'0');
                    i++;
                }//当s[i]不是数字和小数点的话,退出while循环 
                i--;//i-- 
                if(b!=0)//有小数点时,b不为0 
                {//v/pow(10,i-b)就是小数,i-b就是小数点后面的位数 
                    sj.push(v/pow(10,i-b));//放在数据栈里面 
                }
                else
                sj.push(v);
            }
            else if(s[i]=='+'||s[i]=='-')
            {
                while(zf.top()!='(')
                {
                    double a=sj.top();sj.pop();
                    double b=sj.top();sj.pop();
                    double c;
                    switch(zf.top())
                    {
                        case '+':c=a+b;break;
                        case '-':c=b-a;break;
                        case '*':c=a*b;break;
                        case '/':c=b/a;break;
                    }
                    sj.push(c);//把结果压栈到数据段里面 
                    zf.pop();//并删除刚刚运算过的字符 
                }
                zf.push(s[i]);//不满足while条件,就把字符压栈到字符串里面 
            }
            else if(s[i]=='*'||s[i]=='/')
            {
                if(zf.top()=='*')
                {
                    double a=sj.top();sj.pop();
                    double b=sj.top();sj.pop();
                    sj.push(a*b);
                    zf.pop();
                }
                else if(zf.top()=='/')
                {
                    double a=sj.top();sj.pop();
                    double b=sj.top();sj.pop();
                    sj.push(b/a);
                    zf.pop();
                }
                zf.push(s[i]);
            }
            else if(s[i]==')')
            {
                while(zf.top()!='(')
                {//满足while条件后,取数据栈栈顶元素赋值给a,删除栈顶元素 
                    double a=sj.top();sj.pop();
                    double b=sj.top();sj.pop();//然后继续取数据栈栈顶元素赋值给b,删除栈顶元素 
                    double c;
                    switch(zf.top())//进入switch()分支语句中 
                    {//switch语句里面取字符栈栈顶元素 
                        case '+':c=a+b;break;
                        case '-':c=b-a;break;
                        case '*':c=a*b;break;
                        case '/':c=b/a;break;
                    }
                    sj.push(c);//然后把结果c压栈到数据栈中 
                    zf.pop();//删除字符栈 ,也就是删除我们运算过的字符 
                }
                zf.pop();//再删除字符栈栈顶元素 
            }
        }
        printf("%.2lf\n",sj.top());
        sj.pop();
    }
}

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