C语言使用栈实现数学表达式的四则运算（含括号） |
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C语言使用栈实现数学表达式的四则运算（含括号）
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问题:用户输入一个包含“+”、“-”、“*”、“/”、正整数和圆括号的合法数学表达式，计算该表达式的运算结果 C语言 我这里是使用两个栈实现的，直接对中缀表达式进行运算的 输入的算式以#结尾 除此之外该问题还可以使用一个栈，如:先转化成后缀表达式；或者使用char型共享栈，操作数进出栈时进行类型转换即可。 Evaluation.h #ifndef EVALUATION_H_INCLUDED #define EVALUATION_H_INCLUDED #include #include #define MAXSIZE 20 //操作数 typedef struct Operand { int Data[MAXSIZE]; int top; }Rand; //运算符 typedef struct Operator { char Data[MAXSIZE]; int top; }Rator; //定义栈存放操作数和运算符 Rand operands; Rator operators; //初始化栈 void InitOperand(Rand *ra); void InitOperator(Rator *op); //判栈空 int EmptyRand(Rand *ra); int EmptyRator(Rator *op); //进栈 int PushRand(Rand *ra,int e); int PushRator(Rator *op,char e); //出栈 int PopRand(Rand *ra,int *e); int PopRator(Rator *op,char *e); //取栈顶元素 int GetTopRand(Rand *ra); char GetTopRator(Rator *op); //判断字符是否为运算符 int InOp(char ch); //判断运算符优先级 int Priority(char s); //比较运算符优先级 int Precede(char op1,char op2); //判断符号并运算 int Calculation(int a,int b,char c); //计算表达式 int ExpCalculation(Rand *ra,Rator *op); #endif // EVALUATION_H_INCLUDEDEvaluation.c #include "Evaluation.h" //初始化栈 void InitOperand(Rand *ra) { ra->top = -1; } void InitOperator(Rator *op) { op->top = -1; } //栈栈空 int EmptyRand(Rand *ra) { ra->top = -1; return 0; } int EmptyRator(Rator *op) { op->top = -1; return 0; } //进栈 int PushRand(Rand *ra,int e) { if(ra->top == MAXSIZE-1) return 0; ra->top++; ra->Data[ra->top] = e; return 1; } int PushRator(Rator *op,char e) { if(op->top == MAXSIZE-1) return 0; op->top++; op->Data[op->top] = e; return 1; } //出栈 int PopRand(Rand *ra,int *e) { if(ra->top == -1) return 0; *e = ra->Data[ra->top]; ra->top--; return 1; } int PopRator(Rator *op,char *e) { if(op->top == -1) return 0; *e = op->Data[op->top]; op->top--; return 1; } //取栈顶元素 int GetTopRand(Rand *ra) { if(ra->top == -1) return 0; return ra->Data[ra->top]; } char GetTopRator(Rator *op) { if(op->top == -1) return 'N'; return op->Data[op->top];// } //判断字符是否为运算符 int InOp(char ch) { if(ch == '(' || ch == ')' || ch == '+' || ch == '-' || ch == '*' || ch == '/' || ch == '#') return 1; return 0; } //判断运算符优先级 int Priority(char s) { switch(s) { case '(': return 4; case '*': case '/': return 3; case '+': case '-': return 2; case ')': return 1; default: return 0; } } //比较运算符优先级 int Precede(char op1,char op2) { if(Priority(op1) < Priority(op2)) return 0; return 1; } //判断符号并运算 int Calculation(int a,int b,char c) { switch(c) { case '+': return a+b; case '-': return a-b; case '*': return a*b; case '/': if(b == 0) exit(1); return a/b; } } //计算表达式 int ExpCalculation(Rand *ra,Rator *op) { int a,b; char ch,s; PushRator(op,'#'); printf("请输入要计算的算式(以#结尾):"); ch = getchar(); while(ch != '#' || GetTopRator(op) != '#') { if(!InOp(ch)) { int temp; temp = ch - '0'; ch = getchar(); while(!InOp(ch)) { temp = temp * 10 + ch - '0'; ch = getchar(); } PushRand(ra,temp); } else { if(GetTopRator(op) == '(') { if(ch == ')') PopRator(op,&s); else PushRator(op,ch); ch = getchar(); } else { if(!Precede(GetTopRator(op),ch)) { PushRator(op,ch); ch = getchar(); } else { PopRand(ra,&b); PopRand(ra,&a); PopRator(op,&s); PushRand(ra,Calculation(a,b,s)); } } } } printf("运算结果为%d\n",GetTopRand(ra)); return 0; }在main.c文件中使用了一个死循环while(1),执行一次程序可以计算多个算式，在要最后一次输入算式时以#~结尾即可结束程序 main.c #include #include #include "Evaluation.h" #include "Evaluation.c" int main() { InitOperand(&operands); InitOperator(&operators); while(1) { char ch; ExpCalculation(&operands,&operators); EmptyRand(&operands); EmptyRator(&operators); ch = getchar(); if(ch == '~') //在输入要运算的算式时，在#后面输入~来退出循环结束程序 exit(0); } return 0; }括号可以嵌套使用，在运行程序输入算式时要注意不要输入中文括号，否则计算结果可能会出现错误。 |
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