哈工大数据结构与算法实验1——算术表达式求值

最新推荐文章于 2024-05-31 15:43:22 发布

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#数据结构 #c语言 #算法 #课程设计

实验题目：算术表达式求值（算术计算器）

实验内容：

表达式求值是实现程序设计语言的基本问题之一，也是栈的应用的一个典型例子。一个算术表达式是由操作数（operand）、运算符（operator）和界限符（delimiter）组成的。假设操作数是正整数，运算符只含加减乘除等四种二元运算符，界限符有左右括号和表达式起始、结束符“#”，如：#（7+15）*（23-28/4）#。引入表达式起始、结束符是为了方便。设计一个程序，演示算术表达式求值的过程。

实验要求：

1. 从文本文件输入任意一个语法正确的（中缀）表达式。

2. 利用栈结构，把（中缀）表达式转换成后缀表达式，并以适当的方式展示栈的状态变化过程和所得到的后缀表达式。

3. 利用栈结构，对后缀表达式进行求值，并以适当的方式展示栈的状态变化过程和最终结果。

存储结构

typedef struct stack
{
    int top;
    ElemType elements[maxlength];
}STACK;

typedef struct stack_int
{
    int top;
    Elem elements[maxlength];
}STACK_Int;

/*将栈置为空*/
void MakeNull(STACK *s)
{
    s->top=maxlength;
}

void MakeNull_Int(STACK_Int *s)
{
    s->top=maxlength;
}

/*判断是否为空，为空返回1，否则返回0*/
int Empty(STACK s)
{
    if(s.top<maxlength)
        return 0;
    else
        return 1;
}

int Empty_Int(STACK_Int s)
{
    if(s.top<maxlength)
        return 0;
    else
        return 1;
}

/*返回栈顶元素，若stack为空则返回0*/
ElemType Top(STACK s)
{
    if(Empty(s)==1)
    {
        return 0;
    }
    else
    {
        return s.elements[s.top];
    }
}

Elem Top_Int(STACK_Int s)
{
    if(Empty_Int(s)==1)
    {
        return 0;
    }
    else
    {
        return s.elements[s.top];
    }
}

void Display(STACK s)
{
    while(s.top!=maxlength)
    {
        printf("%c ",s.elements[s.top]);
        s.top++;
    }
}

void Display_Int(STACK_Int s)
{
    while(s.top!=maxlength)
    {
        printf("%d ",s.elements[s.top]);
        s.top++;
    }
}

/*删除栈顶元素*/
void Pop(STACK *s)
{
    if(Empty(*s) == 1)
    {
        printf("Stack is empty!");
    }
    else
    {
        s->top=s->top+1;
    }
}

void Pop_Int(STACK_Int *s)
{
    if(Empty_Int(*s) == 1)
    {
        printf("Stack is empty!");
    }
    else
    {
        s->top=s->top+1;
    }
}

/*将元素x压入栈顶*/
void Push(STACK *s,ElemType x)
{
    if(s->top==0)
    {
        printf("Stack is full!");
    }
    else
    {
        s->top=s->top-1;
        s->elements[s->top]=x;
    }
}

void Push_Int(STACK_Int *s,Elem x)
{
    if(s->top==0)
    {
        printf("Stack is full!");
    }
    else
    {
        s->top=s->top-1;
        s->elements[s->top]=x;
    }
}

中缀表达式转后缀表达式

初始化一个栈，用于保存暂时还不能确定运算顺序的运算符，从左到右处理各个元素，直到末尾。可能遇到三种情况:

遇到操作数。直接加入后缀表达式。
遇到 '(' 直接入栈；遇到 ')' 则依次弹出栈内运算符并加入后缀表达式，直到遇到界限符 '(' 为止。注意：'(' 不加入后缀表达式。
遇到运算符，依次弹出栈中优先级高于或等于当前运算符的所有运算符，并加入后缀表达式，若碰到 '(' 或栈空则停止，之后再把当前运算符入栈。

按上述方法处理完所有字符后，将栈中剩余运算符依次弹出，并加入后缀表达式。

void Infix_to_Suffix(char suffix[20])
{
    char ch,p;
    STACK s;
    int i=0,tag=1;
    MakeNull(&s);
    FILE *fp;
    fp=fopen("Input.txt","r+");//打开文件
    if(fp == NULL)
    {
        printf("Fail!");
        exit(0);