【7A版】四则运算表达式求值实验报告

HUNANUNIVERSITY
课程实习报告
题目：四则运算表达式求值
学生姓名：
学生学号：
专业班级：
指导老师：
完成日期：
一、需求分析
四则运算表达式求值，将四则运算表达式用中缀表达式表示，然后转换为后缀表达式，并计算结果。

本程序要求利用二叉树后序遍历来实现表达式的转换，同时可以使用实验2的结果来求解后缀表达式的值。

在字符界面上输入一个中缀表达式，回车表示结束。

如果该中缀表达式正确，那么在字符界面上输出其后缀表达式，其中后缀表达式中两相邻操作数之间利用空格隔开；如果不正确，在字符界面上输出表达式错误提示。

测试数据
输入：
21+23G（12-6）
输出：
2123126-G+
二、详细设计
输入和输出的格式
输入
本程序可以将输入的四则运算表达式（中缀表达式）转换为后缀表达式
输出
后缀表达式为：//输出结果的位置
表达式的值为：//输出结果的位置
三、调试分析
本次实验的难点主要是在建立二叉树的问题上。

关于如何把中缀表达式存入二叉树中，我参考了网上的一些方法，成功实现了目标，但是却遇到了一个问题，那就是不能处理小数，甚至两位或两位以上的整数。

因为如果采用字符数组来存储操作数，运算符合一位整数还可以处理，但对于两位数就就会出问题，最后我改进采用字符串数组来存储操作数，成功解决了问题。

另外在处理输入的非法表达式问题中，我也费了很大功夫，但总体问题不大。

四、测试结果
五、用户使用说明（可选）
1、运行程序时
提示输入四则运算表达式
本程序可以将中缀表达式转化为后缀表达式，并计算结果
请输入四则运算表达式：
输出
后缀表达式为：
表达式的值为：
程序源代码（c++）
#include<iostream>
#include<string>
#include<stack>
#include<iomanip>
constintMaG=100;
usingnamespacestd;
classNode{
public:
charch[MaG];//考虑到数值有时会是两位数，所以使用字符串数组NodeGlChild;
NodeGrChild;
Node(){
strcpy(ch,"");
lChild=rChild=NULL;
}
~Node(){
if(lChild!=NULL)
deletelChild;
if(rChild!=NULL)
deleterChild;
}
};
staticintcount=0;
staticchararray[MaG];//保存原始的中缀表达式
staticcharstr[2GMaG];//保存后序遍历出来的字符串，为表达式求值提供方便staticintk=0;
chargetOp(NodeGtemp);//temp指针保存每个结点，返回的是运算符NodeGcrtTree(NodeGroot);//传入根结点指针，返回根结点指针voidoutput(NodeGroot);//获得处理后的字符串
boolisError(char);//判断字符是否有问题
voiddeal();//对字符数组进行处理
doublevalue(string);//计算后缀表达式，得到其结果。

intmain(){
NodeGroot=NULL;
cout<<"输入中缀表达式：";
cin.getline(array,40);
deal();
root=crtTree(root);
cout<<"输出后缀表达式：";
output(root);
cout<<str<<endl;
cout<<"输出后缀表达式的值：";
if(value(str)!=0)
cout<<fiGed<<setprecision(2)<<value(str)<<endl;
else
cout<<"AWrongInput!"<<endl;
return0;
}
//将数字字符存入一个结点，并返回数字字符的后一个符号chargetOp(NodeGtemp){
inti=0;
if(isError(array[count]))
eGit(0);
while(array[count]<='9'&&array[count]>='0'||array[count]=='.'){ temp->ch[i]=array[count];
i++;
count++;
}
temp->ch[i]='\0';
count++;
returnarray[count-1];
}
//传入根结点指针，返回根结点指针
NodeGcrtTree(NodeGroot){
NodeGp,Gq;
charop;
if(root==NULL){
root=newNode;
p=newNode;
}
op=getOp(root);
while(op!='='){
q=newNode;
q->ch[0]=op;
q->ch[1]='\0';
switch(op)
{
case'+':
case'-':
q->lChild=root;
root=q;
p=newNode;
op=getOp(p);
root->rChild=p;
break;
case'G':
case'/':
if(root->ch[0]=='+'||root->ch[0]=='-'){ p=newNode;
strcpy(p->ch,root->ch);
p->lChild=root;
p->rChild=q;
op=getOp(root);
root=p;
}else{
q->lChild=root;
root=q;
p=newNode;
op=getOp(p);
root->rChild=p;
}break;
case'(':
p=root;
while(p->rChild)
p=p->rChild;
if(p->lChild==NULL){
p->lChild=crtTree(p->lChild);//递归创建括号里的指针
op=array[count];
count++;
break;
}else{
p->rChild=crtTree(p->rChild);//递归创建括号里的指针
op=array[count];
count++;
break;
}
case')':
returnroot;
}
}
returnroot;
}
//传入根结点，后序遍历,赋值给另一个字符数组（主要是为了给后序的计算表达式值提供方便）
voidoutput(NodeGroot){
intn;
if(root){
output(root->lChild);
output(root->rChild);
n=0;
while(root->ch[n]!='\0')
str[k++]=root->ch[n++];
str[k++]='';
}
}
boolisError(charch){//判断每个字符是否有错
if(ch!='+'&&ch!='-'&&ch!='G'&&ch!='/'&&!(ch<='9'&&ch>='0')& &ch!='.'&&ch!='('&&ch!=')'){
cout<<"字符错误！";
returntrue;
}
returnfalse;
}
voiddeal(){//对字符数组进行处理
inti=0,n=0;
while(array[i]){
if(array[i]==''||array[i]=='=')
i++;
array[n++]=array[i++];
}
array[n++]='=';
array[n]='\0';
}
doublevalue(strings2){//计算后缀表达式，得到其结果。

stack<double>s;
doubleG,y;
inti=0;
while(i<s2.length()){
if(s2[i]=='')
i++;
switch(s2[i])
{
case'+':
if(s.size()>=2){
G=s.top();s.pop();G+=s.top();s.pop();i++;break;
}
else
return0;
case'-':
if(s.size()>=2){
G=s.top();s.pop();G=s.top()-G;s.pop();i++;break;
}
else
return0;
case'G':
if(s.size()>=2){
G=s.top();s.pop();GG=s.top();s.pop();i++;break;
}
else
return0;
case'/':
if(s.size()>=2){
if(s.top()==0)return0;
else{
G=s.top();s.pop();G=s.top()/G;s.pop();i++;break;
}
}
else
return0;
default:
G=0;
while('0'<=s2[i]&&s2[i]<='9'){
G=GG10+s2[i]-'0';
i++;
}
if(s2[i]=='.'){
doublek=10.0;
y=0;
i++;
while('0'<=s2[i]&&s2[i]<='9'){
y+=((s2[i]-'0')/k);
i++;
kG=10;
}
G+=y;
}
break;
}
if(G!=0)
s.push(G);
}
if(s.size()==1)
returns.top();
else
return0;
}
六、实验结论
GGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGG GGGGGGGGGGGGGGGGG。