表达式求值 c＋＋ 增加积分功能

//

//  main.cpp

//  project4

//

//  Created by 张 云东 on 14-4-15.

//  Copyright (c) 2014年 张云东. All rights reserved.

//

#include <iostream>

#include <math.h>

using namespace std;

#define  SIZE  100

#define CRE 10

#define  TRUE 1

#define  FALSE 0

#define Max1 1000001

#define Max2 1000002

#define X 10000003

template <typename Type>

class stack

{

public:

    Type *base;

    Type *top;

    int stacksize;

    stack()

    {

        base=(Type *)malloc(SIZE * sizeof(Type));

        if (!base) exit(OVERFLOW);

        top=base;

        stacksize=SIZE;

    }

    Type GetTop()

    {

        if (base==top) return0;

        return *(top-1);

    }

    Type Push(Type c)

    {

        if (top-base>=stacksize)

        {

            base=(Type *)realloc(base, (stacksize+CRE)*sizeof(Type));

            if (!base) exit(OVERFLOW);

            top=base+stacksize;

            stacksize+=CRE;

        }

        *top=c;

        *top++;

        return 1;

    }

    Type Pop(Type &c)

    {

        if (top==base) return0;

        c=*--top;

        return 1;

    }

};

char c;

float x1,x2;

bool flag;

float func(float a,char ch,float b)//计算表达式的微分值

{

    switch(ch)

{

        case '+':return(a+b);

        case '-':return(a-b);

        case '*':return(a*b);

        case '^':

            if ((fabs(a-0)<0.000001)&&(b<0))

            {

                cout<<"表达式有误，0的负次幂无法运算;"<<endl;

                return 0;

            }

            else return powf(a, b);

        case '%':

            if (fabs(b-0)<0.000001)

            {

                cout<<"表达式有误，不能对0取模;"<<endl;

                return 0;

            }

            else return fmodf(a, b);

        case '/':

            if(b==0)

            {

                cout<<"表达式有误，分母不能为0;"<<endl;

                return 0;

            }

            else

return(a/b);

        default :cout<<"输入有误;"<<endl;return 0;

}

};

float Operate(float a,char oper,float b)

{

    if (flag==1&&(a==X||b==X))

    {

        int i,N=1000;

        float dt=(x2-x1)/N;

        float y=0.0;

        float (*f)(float,char,float);

        f=&func;

        for (i=0;i<N;i++)

        {

            if (a==X&&b!=X)

              y+=(*f)(x1+(float)i*dt,oper,b)*dt;

            else if (a==X&&b==X)

                y+=(*f)(x1+(float)i*dt,oper,x1+(float)i*dt)*dt;

            else y+=(*f)(a,oper,x1+(float)i*dt)*dt;

        }

        return y;

    }

    else

switch(oper)

{

        case '+':return(a+b);

        case '-':return(a-b);

        case '*':return(a*b);

        case '^':

            if ((fabs(a-0)<0.000001)&&(b<0))

            {

                cout<<"表达式有误，0的负次幂无法运算;"<<endl;

                return 0;

            }

            else return powf(a, b);

        case '%':

            if (fabs(b-0)<0.000001)

            {

                cout<<"表达式有误，不能对0取模;"<<endl;

                return 0;

            }

            else return fmodf(a, b);

        case '/':

            if(b==0)

            {

                cout<<"表达式有误，分母不能为0;"<<endl;

                return 0;

            }

            else

return(a/b);

        default :cout<<"输入有误;"<<endl;return 0;

}

}

int In(char ch)

{

if(ch>='0'&&ch<='9'||ch=='.')

return1;

else

return0;

}

char compare(char a,char b )

{

int i=0,j=0;

char array[9][9] = {

        {'>','>','<','<','<','>','>','<','<'},

        {'>','>','<','<','<','>','>','<','<'},

        {'>','>','>','>','<','>','>','<','>'},

        {'>','>','>','>','<','>','>','<','>'},

        {'<','<','<','<','<','=',' ','<','<'},

        {'>','>','>','>',' ','>','>','>','>'},

        {'<','<','<','<','<',' ','=','<','<'},

        {'>','>','>','>','<','>','>','>','>'},

        {'>','>','>','>','<','>','>','<','>'}};

switch(a)

{

        case '+':i=0;break;

        case '-':i=1;break;

        case '*':i=2;break;

        case '/':i=3;break;

        case '(':i=4;break;

        case ')':i=5;break;

        case '#':i=6;break;

        case '^':i=7;break;

        case '%':i=8;break;

}

switch(b)

{

        case '+':j=0;break;

        case '-':j=1;break;

        case '*':j=2;break;

        case '/':j=3;break;

        case '(':j=4;break;

        case ')':j=5;break;

        case '#':j=6;break;

        case '^':j=7;break;

        case '%':j=8;break;

        default: return0;

}

return array[i][j];

}

float Evaluate()

{

cout<<"开始时:"<<endl;

    cout<<"输入1进入积分运算模式，输入0进入多项式运算模式"<<endl;

    c=getchar();

    if (c=='1')

    {

        flag=1;

        cin>>x1>>x2;

    }else flag=0;

    c=getchar();

stack<char> ope;

    stack<float> data;

int mark1=0,mark2=0,mark3=0,n=1;

char oper,y;

float a,b,x,w;

    ope.Push('#');

cout<<"请输入表达式(以'#'结束):"<<endl;

c=getchar();

while(c!='#'||ope.GetTop()!='#')

{

if(In(c))

{

            mark2=0;           //不止一位时用mark2来记录

if(mark1==1)

{

if(c=='.'||mark3)

{

if(mark3)      //当是小数，mark3来标记小数的个数

{

n*=10;

                        data.Pop(x);

                        w=x+(c-48)/float(n);

                        data.Push(w);

}

if(c=='.'&&mark3)

return Max2;

mark3++;

}

else

{

                    data.Pop(x);

                    data.Push(x*10+(c-48));

}

}

else data.Push(c-48);

mark1=1;

          c=getchar();

}

        else if (c=='x') {data.Push(X);c=getchar();mark2=0;}

else

{

            if (!data.GetTop()&&c=='-') {data.Push(0);}

mark1=0;

mark3=0;

n=1;

            if(mark2==1&&ope.GetTop()!=')'&&c!='(')

            {

              if (c!='+'&&c!='-')//连续两个运算符

  {

                return Max2;

  }

              else

              {

                  data.Push(0);

              }

            }

mark2=1;

            switch(compare(ope.GetTop(),c))

{

case'<':

                    ope.Push(c);

c=getchar();

break;

case'=':

                    ope.Pop(y);

mark2=0;

c=getchar();

break;

case'>':

                    ope.Pop(oper);

                    data.Pop(b);

                    data.Pop(a);

                    data.Push(Operate(a, oper, b));

mark2=0;

break;

case0:

return Max1;

}

}

}

        return data.GetTop();

}

int main()

{

char ch;

float result;

cout<<"********************************************************************************";

cout<<"*********************************算术表达式求值*********************************";

do

{

result=Evaluate();

if(result==Max1)

{

cout<<"表达式中有无法识别的字符!!!"<<endl<<endl<<endl<<endl;

}

else if(result==Max2)

{

cout<<"表达式中操作符不匹配!!!"<<endl<<endl<<endl<<endl;

}

else

{

cout<<"result=";

cout<<result<<endl<<endl;

}

cin.ignore(100,'\n');

cout<<"是否要继续(Y or N):";

cin>>ch;

cin.ignore();

}while(ch=='Y');

return 0;

}