利用栈求算术表达式,数据结构课程设计代码 没有错误哈
算术表达式的求解-数据结构课程设计报告
课程设计报告题目:算术表达式求值一、需求分析1、设计要求:给定一个算术表达式,通过程序求出最后的结果1>、从键盘输入要求解的算术表达式;2>、采用栈结构进行算术表达式的求解过程;3>、能够判断算术表达式正确与否;4>、对于错误表达式给出提示;5>、对于正确的表达式给出最后的结果;2、设计构想:为了实现算符优先算法使用两个工作栈,一个称作OPTR,以寄存运算符;另一个称作OPND,用以寄存操作数或运算结果。
在操作数和操作符入栈前,通过一个函数来判别,输入的是操作数还是操作符,操作数入OPND,操作符入OPTR。
在输入表达式的最后输入‘#’,设定‘#’的优先级最低,代表表达式输入结束。
在表达式输入过程中,遇操作数则直接入栈,遇到运算符则与栈顶运算符比较优先级,若当前运算符优先级高,则当前运算符入栈,扫描下一符号;否则栈顶运算符出栈,两操作数出栈,进行运算,所得结果入数栈,重新比较当前运算符与新栈顶运算符。
如此重复直到栈顶运算符与当前符号均为‘#’,运算结束。
二、概要设计1、本程序包含的模块:(1)栈模块——实现栈抽象数据类型(2)运算模块——实现数据表达式的运算(3)主程序模块三、详细设计(1)栈模块1、定义栈结构struct Sqstack{elemtype *top;//栈顶元素elemtype *base; //栈底元素int stacksize;//栈的大小};2、栈的基本操作①初始化栈status initstack(struct Sqstack &s){s.base=(elemtype *)malloc(stack_size*sizeof(elemtype)); if(!s.base)return OVERFLOW;s.top=s.base;s.stacksize=stack_size;return OK;}②入栈status push(struct Sqstack &s,elemtype e){if(s.top-s.base>=s.stacksize){s.base=(elemtype*)realloc(s.base,(s.stacksize+stack_increase ment)*sizeof(elemtype));if(!(s.base))return OVERFLOW;s.top=s.base+s.stacksize;s.stacksize+=stack_increasement;}* s.top++=e;return OK;}③出栈elemtype pop(struct Sqstack &s){elemtype e;if(s.top= =s.base)return ERROR;e=*--s.top;return e;}④取栈顶元素elemtype gettop(struct Sqstack &s){elemtype e;if(s.top==s.base)return ERROR;e=*(s.top-1);return e;}(2)运算模块1、判断输入字符c是否为操作符:若是,则返回1;否则,返回0int In(int c){char p[10]="+-*/()#^";int i=0;while(p[i]!='\0'){if(p[i]==c)return 1;i++;}return 0;}2、判断运算符的优先级char precede(char top,char c)//该函数为判断当前运算符与前一个运算符的优先级,前一个运算符高于或等于当前运算符的优先级则返回‘>’,前一个运算符小于当前运算符的优先级则返‘<’,当前一个运算符为‘(’当前运算符为‘)’时返回‘=’,用于去除表达式的括号。
算术表达式的求解-数据结构课程设计报告
算术表达式的求解-数据结构课程设计报告课程设计报告题目:算术表达式求值一、需求分析 1、设计要求:给定一个算术表达式,通过程序求出最后的结果 1>、从键盘输入要求解的算术表达式; 2>、采用栈结构进行算术表达式的求解过程; 3>、能够判断算术表达式正确与否;4>、对于错误表达式给出提示;5>、对于正确的表达式给出最后的结果; 2、设计构想:为了实现算符优先算法使用两个工作栈,一个称作OPTR,以寄存运算符;另一个称作OPND,用以寄存操作数或运算结果。
在操作数和操作符入栈前,通过一个函数来判别,输入的是操作数还是操作符,操作数入OPND,操作符入OPTR。
在输入表达式的最后输入‘#’,设定‘#’的优先级最低,代表表达式输入结束。
在表达式输入过程中,遇操作数则直接入栈,遇到运算符则与栈顶运算符比较优先级,若当前运算符优先级高,则当前运算符入栈,扫描下一符号;否则栈顶运算符出栈,两操作数出栈,进行运算,所得结果入数栈,重新比较当前运算符与新栈顶运算符。
如此重复直到栈顶运算符与当前符号均为‘#’,运算结束。
二、概要设计1、本程序包含的模块:栈模块——实现栈抽象数据类型运算模块——实现数据表达式的运算主程序模块算术运算式的求解栈模块主函数模块main 运算模块定义栈结构初始化栈出栈入栈取栈顶元素判断输入字符类型判断符号优先级基础运算函数运算函数三、详细设计栈模块1、定义栈结构 struct Sqstack{elemtype *top;//栈顶元素 elemtype *base; //栈底元素 int stacksize;//栈的大小 };2、栈的基本操作①初始化栈status initstack(struct Sqstack &s) {=(elemtype *)malloc(stack_size*sizeof(elemtype)); if(!) return OVERFLOW; =;=stack_size; return OK; } ②入栈status push(struct Sqstack &s,elemtype e) {if(>=) {=(elemtype*)realloc(,(+stack_increasement)*sizeof(elemtype));if(! ) return OVERFLOW; =+; +=stack_increasement; } * ++=e; return OK; } ③出栈elemtype pop(struct Sqstack &s) {elemtype e; if(= =) return ERROR; e=*--;return e; }④取栈顶元素elemtype gettop(struct Sqstack &s) {elemtype e; if(==) return ERROR; e=* ; return e; } 运算模块1、判断输入字符c是否为操作符:若是,则返回1;否则,返回0 int In(int c) {char p[10]=\ int i=0;while(p[i]!='\\0') {if(p[i]==c) return 1;i++; } return 0; }2、判断运算符的优先级char precede(char top,char c)//该函数为判断当前运算符与前一个运算符的优先级,前一个运算符高于或等于当前运算符的优先级则返回‘>’,前一个运算符小于当前运算符的优先级则返‘'; break; case '+': case '-':if(top=='#'||top=='(')result=''; break; case '*': case '/':if(top=='*'||top=='/'||top=='^') result='>'; elseresult=''; elseresult=''; break;case '(': result='': theta=pop(optr); b=pop(opnd); a=pop(opnd); push(opnd,operate(a,theta,b)); break;// 若当前操作符的优先级低于操作符栈的栈顶元素,则将操作符栈栈顶元素出栈,并将操作数栈的栈顶两个元素出栈,计算两个元素间以操作符栈栈顶元素为运算符的数学运算}//switch }//if}//whilereturn pop(opnd); }主程序模块1、main函数void main(int argc,char *argv) {struct Sqstack opnd; //操作数栈 struct Sqstack optr;//操作符栈initstack(opdn); initstack(optr); elemtype result;printf(\ printf(\算术运算式的求解\printf(\ printf(\请输入算术运算表达式(以'#'结尾):\\n\ printf(\result=evaluate(opnd,optr);printf(\printf(\运算的结果是 :\\n \\n%d\\n\printf(\}四、调试分析 1、测试结果1> 测试数据:3+7*2-1# 测试结果:2> 测试数据:(3+7)*2-1# 测试结果:3> 测试数据: 1/0# 测试结果:2、程序时间复杂度为O;3、设计中出现的问题:在开始的设计中没有注意除数不能为0 ,后来加入if(b==0) {printf(\分母为0,the result is error\\n\ result=0; } elseresult=a/b;break;来判断除数是否为0 4、算法改进:1>输入的操作数和操作码于是字符串类型的,在原设计中实现的操作都是对个位数实现的,实用性不大,故在后来的设计中,通过一个标志flag实现了标志操作数的连续输入的判别,继而实现了多位数的表达式运算2>开始只实现了加、减、乘、除及带小括号的数学运算,考虑到实用性,在后来的设计中引入pow函数,实现了乘方的运算,调整结果如下:3>最初设计的运行界面过于单调,不够友好,改进时加入一些*调整调整结果如下:五、课程设计总结本学期是我第一次接触课程设计,发现了很多学习上的问题,也有很多收获。
栈在表达式求值中的应用
栈在表达式求值中的应用
表达式求值是计算机科学中的一个经典问题,它涉及到了数学、算法和数据结构等多个领域。
在表达式求值中,栈是一种非常重要的数据结构,它可以帮助我们简化表达式计算的过程。
在表达式求值中,我们通常使用中缀表达式来表示计算式,例如:2+3*5。
中缀表达式的特点是运算符位于两个操作数之间,因此需要遵循一定的运算规则才能得出正确的结果。
为了方便计算机进行表达式求值,我们通常会将中缀表达式转换为后缀表达式。
后缀表达式也叫做逆波兰表达式,它的特点是运算符位于操作数的后面,从左到右逐个计算,不需要考虑运算符的优先级和括号的问题。
将中缀表达式转换为后缀表达式的过程中,我们需要借助栈来实现。
具体来说,我们从左到右遍历中缀表达式中的每个元素,遇到数字时直接输出,遇到运算符时则需要判断其优先级和栈顶运算符的优先级,如果当前运算符的优先级低于或等于栈顶运算符的优先级,则弹出栈顶运算符并输出,直到当前运算符的优先级高于栈顶运算符或栈为空时,将当前运算符入栈。
转换为后缀表达式后,我们可以再次使用栈来进行求值操作。
具体来说,我们从左到右遍历后缀表达式中的每个元素,遇到数字时压入栈中,遇到运算符时弹出栈顶的两个数字进行计算,并将结果压入栈中。
最终,栈中只剩下一个元素,即为表达式的计算结果。
综上所述,栈在表达式求值中的应用十分重要,它可以帮助我们
简化表达式计算的过程,提高计算效率。
因此,掌握栈的基本原理和应用方法是非常有必要的。
用栈求算术表达式的值
⽤栈求算术表达式的值题⽬:1 将中缀表达式转换为后缀表达式2 求后缀表达式的值#include<stdio.h>#define MaxSize 100struct{char data[MaxSize];int top; //栈顶指针}op; //定义运算符栈struct{float data[MaxSize];int top;}st; //定义数值栈void trans(char exp[],char postexp[]){int i = 0;int j = 0;char ch;op.top = -1; //栈顶指针初始化为-1ch = exp[i];i++;while (ch != '\0'){switch (ch){case '(': //判定为左括号直接⼊栈op.top++;op.data[op.top] = ch;break;case ')':while (op.data[op.top] != '('){postexp[j] = op.data[op.top];op.top--;j++;}op.top--; //左括号也出栈但不输出break;case '+':case '-'://为 + 或者 - 时候,优先级不⼤于栈顶任何运算符的优先级直到 )while (op.top != -1 && op.data[op.top] != '('){postexp[j] = op.data[op.top];j++;op.top--;}op.top++;op.data[op.top] = ch;break;case '*':case '/'://为 * 或者是 / 时,其优先级不⼤于栈顶为 * 或者为 /的优先级直到(while (op.top != -1 && op.data[op.top] != '('&& (op.data[op.top] == '*' || op.data[op.top] == '/')){//将栈顶运算符弹出并输出postexp[j] = op.data[op.top];j++;op.top--;}//该运算符的优先级⼤于栈顶运算符的优先级直接压栈op.top++;op.data[op.top] = ch;break;case ' ': //过滤掉空格break;default:while (ch >= '0' && ch <= '9') //判定为数字{postexp[j] = ch;j++;ch = exp[i];i--;postexp[j] = '#'; //⽤#标识⼀个数值串结束j++;break;}ch = exp[i];i++;}while (op.top != -1) //此时exp扫描完毕栈不空时出栈并存放到postexp {postexp[j] = op.data[op.top];j++;op.top--;}postexp[j] = '\0'; //添加结束标识符}//后缀表达式的求值过程float Compvalue(char postexp[]){char ch;float d;int i = 0;ch = postexp[i];i++;st.top = -1;while (ch != '\0'){switch (ch){case '+':st.data[st.top - 1] = st.data[st.top - 1] + st.data[st.top];st.top = st.top - 1;break;case '-':st.data[st.top - 1] = st.data[st.top - 1] - st.data[st.top];st.top = st.top - 1;break;case '*':st.data[st.top - 1] = st.data[st.top] * st.data[st.top - 1];st.top = st.top - 1;break;case '/':if (st.data[st.top] != 0){st.data[st.top - 1] = st.data[st.top - 1] / st.data[st.top];st.top = st.top - 1;}else{printf("除数为0.\n");return 0.0;}break;default:d = 0;while (ch >= '0' && ch <= '9'){d = d * 10 + ch - '0';ch = postexp[i];i++;}st.top++;st.data[st.top] = d;break;}ch = postexp[i];i++;}return st.data[st.top];}int main(){int i = 0;char exp[] = {"(2*2)*1+3*2/1"};char postexp[MaxSize];trans(exp,postexp);while (postexp[i] != '\0'){printf("%c",postexp[i]);printf("\n");printf("运算结果为:%f.\n", Compvalue(postexp));system("pause");return 0;}后缀表达式求值如下:while(从postexp中间读取字符ch,ch != '\0'){若ch为数字,将后继的所有数字构成⼀个整数存放到数值栈st中若ch为 "+",则从数值栈st中退栈两个运算数,相加后进栈st中若ch为 "-",则从数值栈st中退栈两个运算数,相减后进栈st中若ch为 "*",则从数值栈st中退栈两个运算数,相乘后进栈st中若ch为 "/",则从数值栈st中退栈两个运算数,相除后进栈st中(若除数为0,则提⽰错误) }运⾏结果参考资料:1 《新编数据结构习题与解析》。
算术表达式的求解-数据结构课程设计报告
算术表达式的求解-数据结构课程设计报告数据结构》课程设计报告书题目:算术表达式的求解系别:计算机科学与应用数据结构课程设计目录一、需求分析1、设计要求:本程序需要实现对算术表达式的求解功能,可以支持基本的四则运算,包括加、减、乘、除,同时还需要支持括号的使用。
2、设计构想:我们将使用栈来实现算术表达式的求解。
具体地,我们将把中缀表达式转换为后缀表达式,然后再利用栈来求解后缀表达式。
二、概要设计1、本程序包含的模块:本程序包含两个模块:中缀表达式转后缀表达式模块和后缀表达式求解模块。
三、详细设计1、定义栈结构我们定义一个栈结构,用来存储算术表达式中的运算符和操作数。
具体地,栈中的每个元素都包含两个属性:元素的值和元素的类型。
元素的值可以是一个数字或一个运算符,元素的类型可以是数字或运算符。
我们使用一个数组来实现栈的结构。
为了方便起见,我们还需要定义一些基本的栈操作,如入栈、出栈、判断栈是否为空等。
2、栈的基本操作栈是一种常见的数据结构,具有后进先出(LIFO)的特点。
栈的基本操作包括初始化栈、入栈、出栈、取栈顶元素和运算模块。
1) 初始化栈初始化栈是指将栈的各项属性设置为初始状态。
通常包括将栈顶指针设为-1,表示栈为空。
2) 入栈入栈是指将元素压入栈顶。
入栈操作需要将栈顶指针加1,并将元素存入栈顶位置。
3) 出栈出栈是指将栈顶元素弹出。
出栈操作需要将栈顶元素取出,并将栈顶指针减1.4) 取栈顶元素取栈顶元素是指获取栈顶元素的值,但不将其弹出。
取栈顶元素操作只需要返回栈顶元素的值即可。
5) 运算模块栈可以用于实现各种运算,例如中缀表达式的转换和计算、括号匹配等。
运算模块需要根据具体需求进行设计和实现。
3、判断运算符的优先级在进行中缀表达式的转换和计算时,需要判断运算符的优先级。
通常采用栈来实现这一功能。
具体实现方法是将运算符入栈,当遇到新的运算符时,将其与栈顶运算符进行比较,如果新运算符的优先级高于栈顶运算符,则将其入栈,否则将栈顶运算符弹出并输出,直到新运算符可以入栈为止。
c语言栈计算表达式
c语言栈计算表达式在计算机科学中,栈是一种非常重要的数据结构,被广泛应用于编译器、操作系统、网络通信等领域。
在本文中,我们将探讨如何使用C语言实现栈来计算表达式。
表达式是由操作数、操作符和括号组成的数学式子,例如:3 + 4 * 2 / (1 - 5)。
在计算表达式时,我们需要遵循一定的计算规则,如乘除法优先于加减法,括号内的计算优先于括号外的计算等。
我们可以使用栈来实现对表达式的计算。
具体步骤如下:1. 定义两个栈:一个操作数栈和一个操作符栈。
2. 从左到右遍历表达式的每一个字符,如果是数字则将其压入操作数栈;如果是操作符则将其压入操作符栈,并根据运算规则进行计算。
3. 在遍历完成后,操作符栈中可能还有未计算的操作符,需要继续计算,直到操作符栈为空。
4. 最终操作数栈中只剩下一个数,即为表达式的计算结果。
下面是一段示例代码,用于计算简单的表达式:```#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <ctype.h>#define MAX_SIZE 100typedef struct {int data[MAX_SIZE];int top;} Stack;void initStack(Stack *s) {s->top = -1;}void push(Stack *s, int item) { if (s->top == MAX_SIZE - 1) { printf('Stack Overflow');exit(1);}s->data[++s->top] = item;}int pop(Stack *s) {if (s->top == -1) {printf('Stack Underflow');exit(1);}return s->data[s->top--];}int isEmpty(Stack *s) {return s->top == -1;}int isFull(Stack *s) {return s->top == MAX_SIZE - 1;}int peek(Stack *s) {return s->data[s->top];}int evaluate(char *expr) {Stack operandStack, operatorStack; initStack(&operandStack);initStack(&operatorStack);int i = 0;while (expr[i] != '0') {if (isdigit(expr[i])) {int num = 0;while (isdigit(expr[i])) {num = num * 10 + (expr[i] - '0'); i++;}push(&operandStack, num);}else if (expr[i] == '(') {push(&operatorStack, expr[i]);i++;}else if (expr[i] == ')') {while (!isEmpty(&operatorStack) && peek(&operatorStack) != '(') {int op2 = pop(&operandStack);int op1 = pop(&operandStack);char op = pop(&operatorStack);int result;switch (op) {case '+':result = op1 + op2;break;case '-':result = op1 - op2;break;case '*':result = op1 * op2;break;case '/':result = op1 / op2;break;}push(&operandStack, result);}pop(&operatorStack);i++;}else if (expr[i] == '+' || expr[i] == '-' || expr[i] == '*' || expr[i] == '/') {while (!isEmpty(&operatorStack) &&peek(&operatorStack) != '(' &&((expr[i] == '*' || expr[i] == '/') || (expr[i] == '+' || expr[i] == '-') &&(peek(&operatorStack) == '*' || peek(&operatorStack) == '/'))) {int op2 = pop(&operandStack);int op1 = pop(&operandStack);char op = pop(&operatorStack);int result;switch (op) {case '+':result = op1 + op2;break;case '-':result = op1 - op2;break;case '*':result = op1 * op2;break;case '/':result = op1 / op2;break;}push(&operandStack, result); }push(&operatorStack, expr[i]); i++;}else {i++;}}while (!isEmpty(&operatorStack)) { int op2 = pop(&operandStack);int op1 = pop(&operandStack);char op = pop(&operatorStack);int result;switch (op) {case '+':result = op1 + op2;break;case '-':result = op1 - op2;break;case '*':result = op1 * op2;break;case '/':result = op1 / op2;break;}push(&operandStack, result);}return pop(&operandStack);}int main() {char expr[MAX_SIZE];printf('Enter an expression: ');fgets(expr, MAX_SIZE, stdin);int result = evaluate(expr);printf('Result = %d', result);return 0;}```在这段代码中,我们定义了一个栈结构体,包含了栈的数据和栈顶指针。
利用栈求表达式的值,可供小学生作业,并能给出分数 数据结构课程设计说明书格式
中北大学数据结构课程设计说明书2011年12月20日1.设计任务概述(包括系统总体框图及功能描述)此课题是研究表达式求值的问题,以帮助小学生完成测试。
为了达到这个功能,实际我们要做的就是出题,和计算分数给出评价的工作.整体设计都是以这个要求为轴心进行的。
为了直观和方便,现画出软件整体设计模块图。
整体设计模块图可以清晰的看出软件的几大模块。
整个系统的操作流程图可以看出操作的整体流程,如下图2。
本设计所采用的数据结构(如:链表、栈、树、图等)根据以上功能说明,设计运算信息,堆栈的存储结构,设计程序完成功能;3. 功能模块详细设计在此说明每个部分的算法设计说明(可以是描述算法的流程图),每个程序中使用的存储结构设计说明(如果指定存储结构请写出该存储结构的定义).3。
1 详细设计思想学生要进行测试,首先要有试题。
那么我们就要先建立试题库。
这个试题库的试题是我们在程序运行过程中手动输入,存放在一个shujuku.txt的文件中.首先在主函数中调用创建试题库函数,将试题存入到试题库文件shitiku.txt中,然后将该调用从主函数中删除。
创建试题库函数:创建指向xuanti类型的指针,利用循环将输入的测试题该指针的xuanti 单元中,最后将该指针中的测试题写入试题库文件shitiku.txt中.3。
2 核心代码(正文宋体小四号字,1。
5倍行距)#include 〈stdio.h〉#include 〈stdlib。
h>#include 〈time。
h〉#include<string.h>#include <conio.h>#define STACK_INIT_SIZE 100#define STACKINCREMENT 10#define ERROR 0#define OK 1//定义表达式typedef struct shiti{char a[20];long result;}xuanti;typedef struct SqStack1{ //建立数字栈int *base;int *top;int stacksize;}SqStack1;typedef struct SqStack2{//建立运算符栈char *base;char *top;int stacksize;}SqStack2;void WriteToFile(xuanti *pstu,int num);void ReadFromFile(xuanti *pstu,int num);void page_title(char *menu_item){//建立菜单printf(”〉〉〉数学习题库〈〈<\n\n— %s -\n\n",menu_item); }void return_confirm(){printf(”\n按任意键返回……\n");getch();}void IntInitStack(SqStack1 *S1){S1->base=(int *)malloc(STACK_INIT_SIZE*sizeof(int));if(!S1—〉base)exit(ERROR);S1—〉top=S1—〉base;S1->stacksize=STACK_INIT_SIZE;}//IntInitStackvoid CharInitStack(SqStack2 *S2){S2->base=(char *)malloc(STACK_INIT_SIZE*sizeof(char)); if(!S2—〉base)exit(ERROR);S2—>top=S2—〉base;S2—〉stacksize=STACK_INIT_SIZE;}//CharInitStacklong IntGetTop(SqStack1 *S1){ //取栈顶元素long e1;if((*S1).top==(*S1)。
用栈将二叉树的表达式表示
用栈将二叉树的表达式表示栈是一种常见的数据结构,它具有先进后出的特点。
在二叉树的表达式中,我们可以利用栈的这一特性来实现表达式的计算和转换。
下面我将为大家详细介绍如何使用栈来表示二叉树的表达式。
让我们来看一个简单的二叉树表达式:1 + 2 * 3。
我们可以将这个表达式表示为二叉树的形式,其中加号(+)是根节点,数字1是左子树的叶子节点,而乘号(*)是右子树的根节点,数字2和3分别是右子树的左右子节点。
接下来,我们可以使用栈来进行二叉树的表达式转换。
具体步骤如下:1. 遍历表达式,从左到右逐个读取字符。
2. 如果当前字符是数字,则将其作为叶子节点插入到栈中。
3. 如果当前字符是运算符,则将其作为根节点插入到栈中,并将栈顶的两个节点作为其左右子节点。
4. 重复步骤2和3,直到遍历完整个表达式。
5. 最后,栈中只会剩下一个节点,即为整个二叉树的根节点。
通过上述步骤,我们就可以使用栈将二叉树的表达式表示出来。
接下来,让我们来看一个具体的例子:2 * (3 + 4)。
我们可以按照上述步骤来进行转换。
首先,读取到数字2,将其作为叶子节点插入栈中。
接着,读取到乘号(*),将其作为根节点插入栈中,并将栈顶的两个节点(数字2和左括号)作为其左右子节点。
然后,读取到左括号,将其作为叶子节点插入栈中。
接着,读取到数字3,将其作为叶子节点插入栈中。
再次,读取到加号(+),将其作为根节点插入栈中,并将栈顶的两个节点(数字3和左括号)作为其左右子节点。
最后,读取到数字4,将其作为叶子节点插入栈中。
完成遍历后,栈中只会剩下一个节点,即为整个二叉树的根节点。
通过上述例子,我们可以看到,使用栈将二叉树的表达式表示出来是非常方便和有效的。
通过栈的先进后出特性,我们可以准确地构建二叉树的结构,并且可以在需要的时候进行表达式的计算。
这种方法不仅简单易懂,而且可以适用于各种复杂的表达式。
希望通过以上的介绍,大家对使用栈来将二叉树的表达式表示有了更加深入的了解。
(完整word版)利用栈求表达式的值
数据结构课程设计姓名:王宗敏班级:软件1021111217班学号:1021111217目录:1.需求分析……………………………2.概要设计……………………………3.详细设计……………………………4.调试分析……………………………5.用户使用说明………………………6.测试结果……………………………利用栈求表达式的值,可供小学生作业,并能给出分数。
1.需求分析任务:通过此系统可以实现如下功能:此系统能够输入一个表达式,并计算该表达式的值。
可以根据计算结果给出分数。
能供小学生进行简单的四则运算,此外这里特别强调括号的匹配!要求:根据以上功能说明,设计运算信息,堆栈的存储结构,设计程序完成功能;2. 概要设计在此说明每个部分的算法设计说明(可以是描述算法的流程图),每个程序中使用的存储结构设计说明(如果指定存储结构请写出该存储结构的定义)。
3.详细代码#include "string.h"#include ”stdio.h”#include”conio.h"#define maxsize 100#include ”ctype.h"typedef char datatype;typedef struct{datatype stack[maxsize];int top;} seqstack;void stackinitiate(seqstack *s){s—>top=0;}int stacknotempty(seqstack s){if(s.top<=0)return 0;else return 1;}int stackpush(seqstack *s,datatype x) {if(s->top>=maxsize){printf(”堆栈已满无法插入!\n");return 0;}else{s—>stack[s—〉top]=x;s->top++;return 1;}}int stackpop(seqstack *s,datatype *d){if(s->top<=0){printf("堆栈已空无数据元素出栈!\n");return 0;}else{s-〉top——;*d=s->stack[s—〉top];return 1;}}int stacktop(seqstack s,datatype *d){if(s。
利用栈来实现算术表达式求值的算法
利用栈来实现算术表达式求值的算法利用栈来实现算术表达式求值的算法算术表达式是指按照一定规则组成的运算式,包含数字、运算符和括号。
在计算机中,求解算术表达式是一项基本的数学运算任务。
根据算术表达式的性质,我们可以考虑利用栈这一数据结构来实现求值算法。
一、算法思路首先,我们需要明确一个重要概念——逆波兰表达式(ReversePolish notation)。
逆波兰表达式是一种没有括号的算术表达式,其运算规则是先计算后面的数字和运算符,再计算前面的数字和运算符。
例如,对于算术表达式“3+4*5-6”,其对应的逆波兰表达式为“3 45 * +6 -”。
那么,我们可以利用栈来实现将中缀表达式转化为逆波兰表达式的过程,具体步骤如下:1. 创建两个栈——操作数栈和操作符栈。
2. 从左到右扫描中缀表达式的每一个数字和运算符,遇到数字则压入操作数栈中,遇到运算符则进行如下操作:(1)如果操作符栈为空或当前运算符的优先级大于栈顶运算符的优先级,则将当前运算符压入操作符栈中。
(2)如果当前运算符的优先级小于或等于栈顶运算符的优先级,则将栈顶运算符弹出并加入操作数栈中,重复此过程直到遇到优先级较低的运算符或操作符栈为空为止,然后将当前运算符压入操作符栈中。
3. 扫描完中缀表达式后,若操作符栈不为空,则将其中所有运算符弹出并加入操作数栈中。
4. 最终,操作数栈中存放的就是逆波兰表达式,我们可以按照逆波兰表达式的计算规则来计算其结果。
二、算法优点利用栈来实现算术表达式求值的算法具有以下优点:1. 代码简洁易懂,易于实现和维护。
2. 由于将中缀表达式转化为逆波兰表达式后,可以减少运算符的优先级关系而消除括号,从而减少求值的复杂度,提高程序的执行效率。
三、代码实现下面是利用栈来实现算术表达式求值的算法的Python代码实现:```pythonclass Stack:def __init__(self):self.items = []def push(self, item):self.items.append(item)def pop(self):return self.items.pop()def peek(self):return self.items[-1]def is_empty(self):return len(self.items) == 0def size(self):return len(self.items)def calculate(op_num1, op_num2, operator):if operator == "+":return op_num1 + op_num2elif operator == "-":return op_num1 - op_num2elif operator == "*":return op_num1 * op_num2elif operator == "/":return op_num1 / op_num2def infix_to_postfix(infix_expr):opstack = Stack()postfix_expr = []prec = {"+": 1, "-": 1, "*": 2, "/": 2, "(": 0} token_list = infix_expr.split()for token in token_list:if token.isdigit():postfix_expr.append(token)elif token == '(':opstack.push(token)elif token == ')':top_token = opstack.pop()while top_token != '(':postfix_expr.append(top_token)top_token = opstack.pop()else:while (not opstack.is_empty()) and(prec[opstack.peek()] >= prec[token]):postfix_expr.append(opstack.pop())opstack.push(token)while not opstack.is_empty():postfix_expr.append(opstack.pop())return " ".join(postfix_expr)def postfix_eval(postfix_expr):opstack = Stack()token_list = postfix_expr.split()for token in token_list:if token.isdigit():opstack.push(int(token))else:op_num2 = opstack.pop()op_num1 = opstack.pop()result = calculate(op_num1, op_num2, token) opstack.push(result)return opstack.pop()infix_expr = "3 + 4 * 5 - 6"postfix_expr = infix_to_postfix(infix_expr)print(postfix_expr)print(postfix_eval(postfix_expr))```四、总结算术表达式求值是一项常见的数学运算任务,利用栈这一数据结构来实现求值算法是一种简单有效的方法,它将中缀表达式转化为逆波兰表达式后,可以消除括号并减少运算符的优先级关系,从而提高程序的执行效率。
用栈解决表达式求值问题的c语言代码
栈是一种常见的数据结构,用于解决许多算法和数据处理问题。
在编程中,栈通常用于处理表达式求值问题。
本篇文章将介绍如何使用栈解决表达式求值问题,并给出对应的C语言代码。
1. 表达式求值问题介绍表达式求值是指计算一个数学表达式的值,通常涉及到四则运算、括号和优先级等概念。
给定一个表达式“3 + 4 * 2”,我们需要得到其计算结果为11。
在编程中,需要将该表达式转换为计算机可识别的形式,并使用算法进行求值。
2. 中缀表达式、前缀表达式和后缀表达式在计算机中常见的表达式有三种形式:中缀表达式、前缀表达式和后缀表达式。
其中,中缀表达式是通常人们在日常生活中使用的表达式形式,如“3 + 4 * 2”。
前缀表达式是运算符位于操作数之前的形式,例如“+ 3 * 4 2”。
后缀表达式则是运算符位于操作数之后的形式,例如“3 4 2 * +”。
3. 使用栈解决表达式求值问题在解决表达式求值问题时,我们可以利用栈的特性来简化计算过程。
具体步骤如下:3.1 将中缀表达式转换为后缀表达式我们需要将中缀表达式转换为后缀表达式,这样可以简化表达式的计算顺序。
具体转换规则如下:- 从左至右扫描中缀表达式的每个数字或符号。
- 如果是操作数,则直接输出。
- 如果是运算符,则弹出栈中所有优先级大于或等于该运算符的运算符,并将其压入栈中,然后压入该运算符。
- 如果是括号,则根据括号的不同情况进行处理。
通过以上规则,我们可以将中缀表达式转换为后缀表达式。
3.2 计算后缀表达式的值得到后缀表达式后,我们可以利用栈来计算其值。
具体步骤如下:- 从左至右扫描后缀表达式的每个数字或符号。
- 如果是操作数,则压入栈中。
- 如果是运算符,则弹出栈中的两个操作数进行相应的运算,并将结果压入栈中。
- 继续扫描直到表达式结束,栈中的值即为所求结果。
通过以上步骤,我们可以使用栈来解决表达式求值问题。
4. C语言代码实现以下是使用C语言实现栈来解决表达式求值问题的代码示例:```c#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>typedef struct {int top;int capacity;int* array;} Stack;Stack* createStack(int capacity) {Stack* stack = (Stack*)malloc(sizeof(Stack));stack->capacity = capacity;stack->top = -1;stack->array = (int*)malloc(stack->capacity * sizeof(int)); return stack;}int isFull(Stack* stack) {return stack->top == stack->capacity - 1; }int isEmpty(Stack* stack) {return stack->top == -1;}void push(Stack* stack, int item) {if (isFull(stack)) return;stack->array[++stack->top] = item;}int pop(Stack* stack) {if (isEmpty(stack)) return -1;return stack->array[stack->top--];}int evaluatePostfix(char* exp) {Stack* stack = createStack(strlen(exp)); for (int i = 0; exp[i]; i++) {if (isdigit(exp[i])) {push(stack, exp[i] - '0');} else {int val1 = pop(stack);int val2 = pop(stack);switch (exp[i]) {case '+':push(stack, val2 + val1); break;case '-':push(stack, val2 - val1); break;case '*':push(stack, val2 * val1); break;case '/':push(stack, val2 / val1); break;}}}return pop(stack);}int m本人n() {char exp[] = "34*2+";printf("The value of s is d\n", exp, evaluatePostfix(exp));return 0;}```以上代码实现了栈的基本功能,并利用栈来计算后缀表达式的值。
利用栈进行表达式求值
myStack.top = myStack.base + myStack.stacksize;
myStack.stacksize += STACKINCREMENT;
#include "Stdafx.h"
#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
#define STACK_INIT_SIZE 100
#define STACKINCREMENT 10
typedef struct {
int *base;
int *top;
int stacksize;
if(isNum(c)) {
push(opnd, ((int)c-48));
c = getchar();
} else {
switch(precede((char)getTop(oprt), c)) {
case '<' : push(oprt, c); c = getchar(); break;
case '=' : pop(oprt, t); c = getchar(); break;
default : return '>';
} break;
case '(' :
switch (c2) {
case ')' : return '='; break;
利用栈求表达式课程设计报告
《数据结构》课程设计报告专业计算机科学与技术班级(1)姓名王昕学号20101308003指导教师顾韵华起止时间2011.10~2011.12课程设计:利用栈求表达式的值一、任务描述建立试题库文件,随机产生n个题目;题目涉及加减乘除,带括号的整数混合运算;随时可以退出;保留历史分数,能回顾历史,给出与历史分数比较后的评价。
(假设这是一个可供小学生练习算术运算的小系统)要求:根据以上任务说明,设计程序完成功能。
二、问题分析1、功能分析分析设计课题的要求,要求编程实现以下功能:(1)建立试题库文件—即创建试题库函数(2)实现整数混合运算—即建立栈实现运算(3)查看历史分数—即建立函数查看2、数据对象分析由于其中涉及了能回顾历史成绩以及随机做题等问题,所以就考虑用到了文件的打开与关闭以及文件的读写功能。
由于此设计要实现多个功能,所以为了源代码清晰明了,所有的函数不是用的嵌套方式,而是对每个功能都用一个子程序来实现,然后通过对子程序的调用来达到设计的要求三、数据结构设计有关的定义如下:typedef struct shiti /*定义表达式*/{char a[20]; /*存放表达式*/long result; /*存放用户输入的答案*/}xuanti;typedef struct SqStack1 /*建立数字栈*/{int *base;int *top;int stacksize;}SqStack1;typedef struct SqStack2 /*建立运算符栈*/{char *base;char *top;int stacksize;}SqStack2;四、功能设计(一)主控菜单设计为实现程序的操作功能,首先设计一个含有多个菜单项的主控菜单程序,然后再为这些菜单项配上相应的功能。
程序运行后,给出以下项的内容和输入提示,如下:1.输入表达式2.表达式结果3.继续输入表达式4.显示结果(二)程序模块结构由课题要求可将程序划分为以下几个模块(即实现程序功能所需的函数):1.写入函数WriteToFile()2.读出函数ReadFromFile()3.栈函数stack()(三)函数调用关系其中main()是主函数,它进行菜单驱动,根据选择项0~9用相应的函数。
数据结构实验报告-3-求解算术表达式
实验3 利用栈实现算术表达式求值一、实验目的1、帮助读者复习C语言程序设计中的知识。
2、熟悉栈的逻辑结构。
3、了解算术表达式计算的逻辑过程。
4、熟悉算术表达式计算过程中优先级的运算方法。
5、了解中缀表达式和后缀表达式的区别。
二、实验内容[问题描述]1.实验目标:利用栈的特性,实现算术表达式的运算,了解算术运算的逻辑,掌握栈的特性。
2.中缀表达式与后缀表达式的含义中缀表达式就是通常所说的算术表达式,比如(1+2)*3-4。
后缀表达式是指通过解析后,运算符在运算数之后的表达式,比如上式解析成后缀表达式就是12+3*4-。
这种表达式可以直接利用栈来求解。
[基本要求](1)利用栈实现后缀表达式的计算;(2)利用栈实现中缀表达式到后缀表达式的转换。
(可选)基于程序易于设计的考虑,我们仅需要实现一位数值(0-9)的+,-,*,/,()等运算。
三、设计思路四、源代码#include<stdio.h>#include<string.h>#include<stdlib.h>#define max 100typedef struct{float data[max];int top;}seqstack;void InitStack(seqstack *s);int StackEmpty(seqstack *s);int StackFull(seqstack *s);void Push(seqstack *s,char x);int Pop(seqstack *s);float ComputeExpress(char a[]);void main(){char a[max],b[max];float f;printf("请输入一个后缀表达式:\n");gets(a);printf("后缀表达式为:%s\n",a);f=ComputeExpress(b);printf("计算结果为:%f\n",f);}void InitStack(seqstack *s){s->top=-1;}int StackEmpty(seqstack *s){return s->top==-1;}int StackFull(seqstack *s){return s->top==max-1;}void Push(seqstack *s,char x){if(StackFull(s))printf("overflow");s->data[++s->top]=x;}int Pop(seqstack *s){if(StackEmpty(s))printf("underflow");return s->data[s->top--];}float ComputeExpress(char a[]){seqstack s;int i=0;float x1,x2,value;float result;s.top=-1;while(a[i]!='\0'){if(a[i]!=' '&&a[i]>='0'&&a[i]<='9'){value=0;while(a[i]!=' '){value=10*value+a[i]-'0';i++;}s.top++;s.data[s.top]=value;}else{switch(a[i]){case'+':x1=s.data[s.top];s.top--;x2=s.data[s.top];s.top--;result=x1+x2;s.top++;s.data[s.top]=result;break;case'-':x1=s.data[s.top];s.top--;x2=s.data[s.top];s.top--;result=x2-x1;s.top++;s.data[s.top]=result;break;case'*':x1=s.data[s.top];s.top--;x2=s.data[s.top];s.top--;result=x1*x2;s.top++;s.data[s.top]=result;break;case'/':x1=s.data[s.top];s.top--;x2=s.data[s.top];s.top--;result=x2/x1;s.top++;s.data[s.top]=result;break;}i++;}}if(s.top!=-1)result=s.data[s.top];s.top--;if(s.top==-1)return result;else{printf("表达式错误");exit(-1);}}五、测试结果六、心得体会这次实验我只做了利用栈实现后缀表达式的计算熟悉栈的逻辑结构,同时了解算术表达式计算的逻辑过程。
课程设计之利用栈求值
课程设计之利用栈求值一、教学目标本节课的学习目标为:知识目标:学生需要掌握栈的基本概念,了解栈的性质和用途,理解栈的操作原理。
技能目标:学生能够运用栈解决基本的计算问题,例如逆波兰表达式的求值。
情感态度价值观目标:通过解决实际问题,激发学生对计算机科学的兴趣,培养学生的逻辑思维能力和创新精神。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括:1.栈的定义和性质:介绍栈的基本概念,解释栈的先进后出(FILO)特性。
2.栈的操作:讲解栈的压入(push)和弹出(pop)操作,以及栈的遍历。
3.逆波兰表达式:介绍逆波兰表达式的概念,解释其与栈的关系。
4.利用栈求值:引导学生运用栈来求解逆波兰表达式,培养学生的实际操作能力。
三、教学方法为了提高教学效果,本节课将采用以下教学方法:1.讲授法:讲解栈的基本概念、性质和操作。
2.案例分析法:通过分析具体的逆波兰表达式求值实例,引导学生掌握利用栈解决问题的一般方法。
3.实验法:安排课堂练习,让学生亲自动手操作,验证所学知识。
4.讨论法:学生进行小组讨论,分享学习心得,互相解答疑问。
四、教学资源为了支持教学内容的传授和教学方法的实施,我们将准备以下教学资源:1.教材:提供相关章节,为学生提供理论知识的学习依据。
2.多媒体资料:制作课件,以图文并茂的形式展示栈的概念和操作。
3.实验设备:提供计算机及相关设备,让学生进行课堂练习。
4.在线资源:推荐相关的学习和论坛,方便学生课后自主学习和交流。
五、教学评估本节课的评估方式包括:1.平时表现:观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况,了解学生的学习态度和理解程度。
2.作业:布置相关的练习题,评估学生对栈知识掌握的情况。
3.考试:安排一次课堂小测,测试学生对逆波兰表达式求值的掌握程度。
评估方式应客观、公正,能够全面反映学生的学习成果。
通过评估,教师可以了解学生的学习情况,及时进行教学调整。
六、教学安排本节课的教学安排如下:1.进度:按照教材的章节顺序,逐步讲解栈的知识点和逆波兰表达式的求值方法。
用栈计算数学表达式的值
⽤栈计算数学表达式的值⽤栈计算数学表达式的值计算⼀个简单数学表达式(+ - * / ())的结果,有的这些符号的计算,常常需要看优先级来决定先算哪部分,计算机就是这个原理两个概念:中缀表达式(infix Expression):运算符写在两个操作数之间(运算符有⼀定的优先级,可以⽤圆括号改变运算顺序)前/后缀表达式(prefix/postfix Expression):运算符写在两个表达式之前/之后(运算符没有优先级,没有括号,遇到运算符对它前⾯的两个操作数进⾏求值)如中缀表达式“6*(8+7)/5”,换成后缀表达式为“6 8 7 + * 5 /”编程思路:函数toPostfix(),⽤运算符栈来存运算符,从中缀表达式第⼀个字符开始,如果是数字,直接加到postfix,如果是运算符号,判断和栈顶的优先级,不⽐栈顶的符号优先级低则⼊栈,(注意:栈中的“(”优先级最低,),否则,要栈顶出栈,如果是左括号,直接⼊栈,如果是右括号,则出栈,直到栈顶为左括号为⽌。
函数toValue(),⽤操作数栈来存数字,从后缀表达式第⼀个字符开始,是数字,就⼊栈,是运算符号就⽤栈顶的两个数计算结果值,结果⼊栈。
下⾯是具体代码,可以帮助理解:元素存储,我选择⽤顺序表(SeqList<T>)1//Stack<T>接⼝2public interface Stack<T> {3public abstract boolean isEmpty();45public abstract void push(T x); // 元素x⼊栈67public abstract T peek(); // 返回栈顶元素89public abstract T pop(); // 出栈,返回出栈元素1011 }12//顺序栈,使⽤顺序表存储13public class SeqStack<T> implements Stack<T> {14private SeqList<T> list;1516public SeqStack(int length) {17this.list = new SeqList<T>(length); // 构造容量为length的空栈18 }1920public SeqStack() {21this(64); // 构造默认容量的空栈,调⽤上⼀个构造函数22 }2324public boolean isEmpty() {25return this.list.isEmpty();26 }2728public void push(T x) { // 顺序表表尾插⼊元素29 list.insert(x);30 }3132public T peek() {33return this.list.get(list.size() - 1);34 }3536public T pop() {37return list.remove(list.size() - 1);38 }39 }40//计算数学表达式41public class Calculate {42// 中缀表达式转化成后缀表达式,把运算符进⼊到运算符栈43public static StringBuffer toPostfix(String infix) {44 Stack<String> st = new SeqStack<String>(infix.length());45 StringBuffer sb = new StringBuffer(2 * infix.length());46int i = 0;47while (i < infix.length()) {48char ch = infix.charAt(i);49switch (ch) {50case '+':51case '-':52while (!st.isEmpty() && !st.peek().equals("("))53// 栈顶不是“(”,那么都不⽐"+-"低,都要出栈54 sb.append(st.pop());55 st.push(ch + "");56 i++;57break;58case '*':59case '/':60while (!st.isEmpty()61 && (st.peek().equals("*") || st.peek().equals("/")))62 sb.append(st.pop());63 st.push(ch + "");64 i++;65break;66case '(':67 st.push(ch + "");68 i++;69break;70case ')':71 String out = st.pop(); // 出栈,直到为"("72while (out != null && !out.equals("(")) {73 sb.append(out);74 out = st.pop();75 }76 i++;77break;7879default:80while (i < infix.length() && ch >= '0' && ch <= '9') {81 sb.append(ch);82 i++;83if (i < infix.length()) {84 ch = infix.charAt(i);85 }86 }87 sb.append(" ");88break;89 }9091 }9293while (!st.isEmpty())94// 剩下的出栈95 sb.append(st.pop());96return sb;97 }9899// 后缀表达式的计算结果,运算结果⼊栈100public static int toValue(StringBuffer postfix) {101 Stack<Integer> st = new SeqStack<Integer>(postfix.length()); 102int value = 0;103for (int i = 0; i < postfix.length(); i++) {104char ch = postfix.charAt(i);105if (ch >= '0' && ch <= '9') {106 value = 0; // ⼀定要先让value初始值为0107while (ch != ' ') {108 value = value * 10 + ch - '0'; // 字符转化为数值109 ch = postfix.charAt(++i); // 如果这个字符为多位数110 }111 st.push(value);112 } else {113if (ch != ' ') {114int y = st.pop(), x = st.pop(); // Integer⾃动转化为int类型115116switch (ch) {117case '+':118 value = x + y;119break;120case '-':121 value = x - y;122break;123case '*':124 value = x * y;125break;126case '/':127 value = x / y;128break;129130 }131132 st.push(value);133 }134 }135136 }137return st.pop(); // 结果就在栈顶138139 }140141 }。
利用栈实现算术表达式求值(Java语言描述)
利⽤栈实现算术表达式求值(Java语⾔描述)利⽤栈实现算术表达式求值(Java语⾔描述)算术表达式求值是栈的典型应⽤,⾃⼰写栈,实现Java栈算术表达式求值,涉及栈,编译原理⽅⾯的知识。
声明:部分代码参考⾃茫茫⼤海的专栏。
链栈的实现:package 算数表达式求值;public class Stack<T> {//节点类public class Node{public T data;public Node next;public Node(){}public Node(T data,Node next){this.data = data;this.next = next;}}//Nodepublic Node top = new Node();public int size;public Node oldNode;//⼊栈public void push(T element){top = new Node(element,top);size++;}//出栈public T pop(){oldNode = top;top = top.next;//oldNode = null;size--;return oldNode.data;}//返回栈顶对象的数据域,但不出栈public T peek(){return top.data;}//栈长public int length(){return size;}//判断栈是否为空public boolean isEmpty(){return size == 0;}}表达式求值的实现:package 算数表达式求值;import java.util.Scanner;//import java.util.Stack;public class Expression {//运算符之间的优先级,其顺序是+、-、*、/、(、),其中⼤于号表⽰优先级⾼//,⼩于号表⽰优先级低,等号表⽰优先级相同,感叹号表⽰没有优先关系public static final char[][] relation = {{'>','>','<','<','<','>','>'},{'>','>','<','<','<','>','>'},{'>','>','>','>','<','>','>'},{'>','>','>','>','<','>','>'},{'<','<','<','<','<','=','!'},{'>','>','>','>','!','>','>'},{'<','<','<','<','<','!','='}};public static void main(String[] args) {Scanner input = new Scanner(System.in);while(true){try{System.out.println("请输⼊要计算的表达式:");String exp = input.next();System.out.println(calc(exp + "#"));}catch(ArithmeticException e1){System.out.println("表达式中的分母不能为0");e1.printStackTrace();}}}/**** @param exp 要计算的表达式* @return 计算的结果*/private static int calc(String exp) {//操作数栈Stack<Integer> num = new Stack<Integer>();//操作符栈Stack<Character> op = new Stack<Character>();op.push('#');int i = 0;char ch = exp.charAt(i);boolean flag = false;//判断连续的⼏个字符是否是数字,若是,就处理成⼀个数字。
借助栈完成运算表达式的求值c语言
一、概述在计算机科学中,栈是一种非常重要的数据结构,它具有“先进后出”的特点,能够很好地辅助实现算法和表达式的求值。
在C语言中,我们可以借助栈这种数据结构来完成对运算表达式的求值,从而实现计算功能。
本文将介绍如何在C语言中利用栈完成运算表达式的求值。
二、栈的基本概念1. 栈的定义栈是一种线性结构,它具有两个基本的操作:入栈(push)和出栈(pop)。
栈的特点是只允许在栈顶进行操作,即每次只能操作最后一个插入到栈中的元素。
这种先进后出的结构使得栈非常适合用来处理递归、表达式求值等问题。
2. 栈的实现在C语言中,我们可以通过数组或链表来实现栈。
数组实现的栈叫做顺序栈,链表实现的栈叫做链式栈。
对于运算表达式的求值来说,我们可以选择数组来实现栈。
栈的结构可以定义如下:```c#define MAX_SIZE 100typedef struct {int data[MAX_SIZE];int top;} Stack;```这样我们就定义了一个包含数组和栈顶指针的栈结构类型。
三、运算表达式的求值1. 中缀表达式在数学中,我们通常使用中缀表达式来表示运算式,例如:1 + 2 * 3。
这种表达式的书写方式是运算符位于操作数之间。
在计算机中,中缀表达式不太方便进行求值,因此我们需要将中缀表达式转换为后缀表达式来进行计算。
2. 后缀表达式后缀表达式又称为逆波兰表达式,它的特点是运算符位于操作数之后,比如:1 2 3 * +。
后缀表达式的求值非常简单,只需要从左到右遍历表达式,遇到操作数就入栈,遇到运算符就弹出栈顶的两个操作数进行运算,然后将结果再入栈,直到表达式结束。
3. 栈完成后缀表达式的求值我们可以利用栈来完成后缀表达式的求值。
具体步骤如下:(1)创建一个空栈(2)从左到右遍历后缀表达式(3)如果遇到操作数,则入栈(4)如果遇到运算符,则弹出栈顶的两个操作数进行运算,然后将结果入栈(5)遍历结束后,栈中剩下的元素就是表达式的值四、示例代码下面是一个简单的示例代码,演示了如何利用栈完成后缀表达式的求值:```c#include <stdio.h>#define MAX_SIZE 100typedef struct {int data[MAX_SIZE];int top;} Stack;void initStack(Stack *s) {s->top = -1;}void push(Stack *s, int value) { if (s->top < MAX_SIZE - 1) { s->data[++s->top] = value; } else {printf("Stack is full\n");}}int pop(Stack *s) {if (s->top >= 0) {return s->data[s->top--]; } else {printf("Stack is empty\n"); return -1;}}int evaluatePostfix(char *exp) { Stack s;initStack(s);int i = 0;while (exp[i] != '\0') {if (isdigit(exp[i])) {push(s, exp[i] - '0');} else {int op2 = pop(s);int op1 = pop(s);switch (exp[i]) {case '+':push(s, op1 + op2);break;case '-':push(s, op1 - op2);break;case '*':push(s, op1 * op2);break;case '/':push(s, op1 / op2);break;default:printf("Invalid operator\n"); return -1;}}i++;}return pop(s);}int m本人n() {char exp[] = "12+3*";int result = evaluatePostfix(exp);printf("Result: d\n", result);return 0;}```五、总结本文介绍了利用栈来完成C语言中运算表达式的求值。
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printf(" ***************************************************\n");
printf("\n");
--p;
}
else /* 反之是运算符,入S2栈 */
{
Push(Exp[p]);
} p = p + 1;
} /* 取出S2中剩余操作符,进行运算 */
while(T2 > 0)
i = j + 1;
if(EXP_LEN - 1 - i <= 0)
break;
j = rand() % (EXP_LEN - 1 - i) + i;
bracket[j] = -1;
i = j + 1;
#include <stdio.h>
#include <ctype.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <time.h>
#include <math.h>
#define MAX_LEN 1024
#define EXP_LEN 4
/* 检查生成的表达式是否合理 */
int isCorrect;
/* number为随机生成的表达式的操作数, oper为运算符, bracket为括号数组(0表示没有括号,-1表示左括号,1表示右括号) */
int number[EXP_LEN],bracket[EXP_LEN];
char oper[EXP_LEN-1];
{ a -= b;
/* 如果中间结果出现负数,认为不合法 */
if(a < 0)
isCorrect = 0;
}
else if(op == '*')
a *= b;
else {
/* 如果中间结果出现无法整除或除数为0,认为不合法 */
const char*OPERATOR="+-*/";
/* S1保存数字或运算结果, S2保存操作符, Exp为输入的表达式* T1为栈S1的顶指针, T2为栈S2的顶指针, p为扫描Exp的位置*/
char S2[MAX_LEN],Exp[MAX_LEN*2];
int S1[MAX_LEN],T1,T2,p;
/* 用户答案 */
char reply[MAX_LEN*2];/* 题目数量,默认为5道题 */
int N = 5;/* 获得运算符的优先级 */
int GetPriority(char c){
if(c == '+' || c == '-')
return 1;
isCorrect = 1; /* 随机操作数 */
for(i = 0; i < EXP_LEN; i++)
number[i] = rand() % 100 + 1; /* 随机操作符 */
for(i = 0; i < EXP_LEN - 1; i++)
j = rand() % (EXP_LEN - i) + i;
bracket[j] = 1;
} /* 构造生成的表达式 */
memset(Exp, 0, sizeof(Exp));
j = 0;
for(i = 0; i < EXP_LEN; i++)
printf("\n");
}
/* 生成合法的表达式(中间结果没有负数,分数和小数等) */
int GenerateExp(){
int i, j, k, w, ret, digit[16];
/* 一直循环直到随机到一个合法的表达式 */
while(true) {
{
if(bracket[i] == -1)
{
Exp[j] = '(';
j = j + 1;
}
k = 0;
FILE* file = fopen("history.txt", "at+");
double curAccurate = correctNum * 100.0 / totalNum, lastAccurate, avgAccurate = 0;
int linebreak = 1, improve = 0, hTotalNum, hCorrectNum;
}
T2 = T2 - 1;
}
else if(op == 'ห้องสมุดไป่ตู้')
/* 左括号直接入栈 */
{
S2[T2] = op;
T2 = T2 + 1;
}
else
{
/* 先计算优先级高的表达式 */
printf(" * 欢迎进入四则运算表达式测试中心 *\n");
printf(" * 系统为您随机生成了%d道题,请您开始答题 *\n", N);
printf(" * (总分%d分,每题10分) *\n", N * 10);
j = j + 1;
}
Exp[j] = oper[i];
j++; } /* 计算表达式的结果 */
ret = ProcessExp(); /* 如果合法,退出 */
if(isCorrect)
break;
} return ret;
}
/* 结合学生的历史成绩进行评估 */
void Evaluate(int totalNum, int correctNum){
/* 打开历史数据文件 */
/* 将op压入S2操作符栈中,并更新栈顶指针 */
S2[T2] = op;
T2 = T2 + 1;
}
}/* 计算表达式的值 */
int ProcessExp()
{ /* 清空栈,将扫描指针复位*/
T1 = T2 = p = 0;
while(fscanf(file, "%d%d", &hTotalNum, &hCorrectNum) != EOF)
/* 文件打开失败 */
if(file == NULL)
{
printf("历史文件读入有误!\n");
} else
{
/* 读取历史数据,并计算历史平均正确率,和最近的一次正确率 */
printf("\n历史数据评估:\n");
/* 打印本次测试结果(总题数,答对数,答错数,总分以及正确率) */
printf("您共回答了%d道题,答对%d道题,答错%d道题!\n", totalNum, correctNum, totalNum - correctNum);
printf("您的总得分为%d分,正确率为%.2lf%%\n",correctNum * 10, curAccurate );
while(Exp[p] != '\0')
{ /* 如果是数值,入S1栈 */
if(isdigit(Exp[p]))
{
S1[T1] = GetNum();
T1 = T1 + 1;
if(b == 0 || a % b != 0)
isCorrect = 0;
if(b != 0)
a /= b;
} /* 将计算结果压入S1操作数栈中,并更新栈顶指针 */
S1[T1 - 2] = a;
T1 = T1 - 1;
while(number[i] > 0)
{
digit[k] = number[i] % 10;
number[i] /= 10;
k++;
}
for(w = k - 1; w >= 0; w--)
oper[i] = OPERATOR[rand() % 4];
j = -1; /* 随机括号的位置 */
memset(bracket, 0, sizeof(bracket));
while(true) {
}
return r;
}
/* 从栈顶取出两个数字, 进行 op 对应的操作 */
void Calc(char op){
int a = S1[T1 - 2], b= S1[T1 - 1];
if(op == '+')
a += b;
else if(op == '-')
while(T2 > 0 && S2[T2 - 1] != '(' && GetPriority(S2[T2-1]) >= GetPriority(op))
{ T2 = T2 - 1;
Calc(S2[T2]);
}
}
/* 操作符入栈 */
void Push(char op){
/* 优先计算括号内的表达式 */