实验2 栈和队列的应用-算术表达式求值

1.实验题目
栈和队列的应用
2.实验内容
算术表达式求值
3.实验目的
掌握栈和队列的概念及工作原理，运用其原理完成实验题目中的内容。

4.实验要求
为了更好的掌握与理解课堂上老师所讲的概念与原理，实验前要认真预习所做的实验内容及编写源程序伪码（写在纸上及盘中均可）以便在实验课中完成老师所布置的实验内容。

5.概要设计原理
6.详细程序清单及注释说明
#include <stdio.h>
#include <iostream.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#define NULL 0
#define OK 1
#define OVERFLOW -2
#define STACK_INIT_SIZE 100
#define STACKINCREMENT 20
/* 定义字符类型栈*/
typedef struct
{
int stacksize;
char *base;
char *top;
}SqStack;
/* ----------------- 全局变量--------------- */
SqStack OPTR,OPND;// 定义运算符栈和操作数栈
char expr[255]; /* 存放表达式串*/
char *ptr=expr;
int InitStack(SqStack *s) //构造运算符栈
{
s->base=(char *)malloc(STACK_INIT_SIZE*sizeof(char));
if(!s->base) exit(OVERFLOW);
s->top=s->base;
s->stacksize=STACK_INIT_SIZE;
return OK;
}
char In(char ch) //判断字符是否是运算符，运算符即返回1
{
return(ch=='+'||ch=='-'||ch=='*'||ch=='/'||ch=='('||ch==')'||ch=='#'); }
int Push(SqStack *s,char ch) //运算符栈插入ch为新的栈顶元素{
*s->top=ch;
s->top++;
return 0;
}
char Pop(SqStack *s) //删除运算符栈s的栈顶元素，用p返回其值{
char p;
s->top--;
p=*s->top;
return p;
}
char GetTop(SqStack s)//用p返回运算符栈s的栈顶元素
{
char p=*(s.top-1);
return p;
}
/* 判断运算符优先权，返回优先权高的*/
char Precede(char c1,char c2)
{
int i=0,j=0;
static char array[49]={
'>', '>', '<', '<', '<', '>', '>',
'>', '>', '<', '<', '<', '>', '>',
'>', '>', '>', '>', '<', '>', '>',
'>', '>', '>', '>', '<', '>', '>',
'<', '<', '<', '<', '<', '=', '!',
'>', '>', '>', '>', '!', '>', '>',
'<', '<', '<', '<', '<', '!', '='};
switch(c1)
{
/* i为下面array的横标*/
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;
}
switch(c2)
{
/* j为下面array的纵标*/
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;
}
return (array[7*i+j]); /* 返回运算符*/ }
/*操作函数*/
int Operate(int a,char op,int b)
{
switch(op)
{
case '+' : return (a+b);
case '-' : return (a-b);
case '*' : return (a*b);
case '/' : return (a/b);
}
return 0;
}
int num(int n)//返回操作数的长度
{
char p[10];
itoa(n,p,10);//把整型转换成字符串型
n=strlen(p);
return n;
}
int EvaluateExpression()//主要操作函数
{
char c,theta,x; int n,m;
int a,b;
c = *ptr++;
while(c!='#'||GetTop(OPTR)!='#')
{
if(!In(c))
{ if(!In(*(ptr-1))) ptr=ptr-1;
m=atoi(ptr);//取字符串前面的数字段
n=num(m);
Push(&OPND,m);
ptr=ptr+n;
c=*ptr++;
}
else
switch(Precede(GetTop(OPTR),c))
{
case'<':Push(&OPTR,c);c=*ptr++;break;
case'=':x=Pop(&OPTR);c=*ptr++;break;
case'>':
theta=Pop(&OPTR);
b=Pop(&OPND);
a=Pop(&OPND);
Push(&OPND,Operate(a,theta,b));break;
}
}
return GetTop(OPND);
}
int main( )
{
printf("请输入正确的表达式以'#'结尾:\n");
do{gets(expr);}while(!*expr);
InitStack(&OPTR); /* 初始化运算符栈*/
Push(&OPTR,'#'); /* 将#压入运算符栈*/
InitStack(&OPND); /* 初始化操作数栈*/
printf("表达式的运算结果为:%d\n",EvaluateExpression());
getchar();
return 0;
}
7.运行与测试及结果
8.实验中所遇的问题及解决方法。