算术表达式求值课设报告

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算术表达式求值-数据结构实验报告

//存放运算数的栈的顺序存储表示
//存放运算符的栈的顺序存储表示
void InitStack(SqStack *S) //构造空栈（运算数栈） { S->base=(float*)malloc((STACK_INIT_SIZE)*sizeof(float)); S->top=S->base; S->stacksize=STACK_INIT_SIZE; } void initStack(sqStack *S) //构造空栈（运算符栈） { S->base=(char*)malloc((STACK_INIT_SIZE)*sizeof(char)); S->top=S->base; S->stacksize=STACK_INIT_SIZE; } float GetTop(SqStack *S) //用e返回栈顶元素（运
初始条件：a, b为整数，OP为运算符。操作结果：a与b进行运算，OP为二元运算符，返回其值。 }ADT Stack （2）符号之间的优先权关系比较 <：的优先权低于: =：的优先权等于 >：的优先权高于 + + * / ( ) # > > > > < > < > > > > < > < * < < > > < > < / < < > > < > < < ( < < < < < ) > > > > = > > = # > > > >
//用e返回栈顶元素

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。

数据结构表达式求值实验报告

竭诚为您提供优质文档/双击可除数据结构表达式求值实验报告篇一：数据结构实验二——算术表达式求值实验报告《数据结构与数据库》实验报告实验题目算术表达式求值学院：化学与材料科学学院专业班级：09级材料科学与工程系pb0920603姓学邮名：李维谷号：pb09206285箱：指导教师：贾伯琪实验时间：20XX年10月10日一、需要分析问题描述：表达式计算是实现程序设计语言的基本问题之一，它的实现是栈的应用的一个典型例子。

设计一个程序，演示通过将数学表达式字符串转化为后缀表达式，并通过后缀表达式结合栈的应用实现对算术表达式进行四则混合运算。

问题分析：在计算机中，算术表达式由常量、变量、运算符和括号组成。

由于不同的运算符具有不同的优先级，又要考虑括号，因此，算术表达式的求值不可能严格地从左到右进行。

因而在程序设计时，借助栈实现。

设置运算符栈（字符型）和运算数栈（浮点型）辅助分析算符优先关系。

在读入表达式的字符序列的同时完成运算符和运算数的识别处理，然后进行运算数的数值转换在进行四则运算。

在运算之后输出正确运算结果，输入表达式后演示在求值中运算数栈内的栈顶数据变化过程，最后得到运算结果。

算法规定：输入形式：一个(:数据结构表达式求值实验报告)算术表达式，由常量、变量、运算符和括号组成（以字符串形式输入）。

为使实验更完善，允许操作数为实数，操作符为（、）、.（表示小数点）、+、-、*、/、^（表示乘方），用#表示结束。

输出形式：演示表达式运算的中间结果和整个表达式的最终结果，以浮点型输出。

程序功能：对实数内的加减乘除乘方运算能正确的运算出结果，并能正确对错误输入和无定义的运算报错，能连续测试多组数据。

测试数据：正确输入：12*（3.6/3+4^2-1）#输出结果：194.4无定义运算：12*（3.6/（2^2-4）+1）#输出结果：表达式出错，除数为0，无意义错误输入：12+s#输出结果：eRRoR！二、概要设计拟采用两种类型的展分别对操作数和操作符进行操作。

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。

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。

算术表达式求值课程设计报告

编号：学号：课程设计教学院课程名称题目专业班级姓名同组人员指导教师2013 年 6 月22 日(完成时间)目录一．概述 (2)二．总体方案设计 (4)三．详细设计 (6)四．程序的调试与运行结果说明 (14)五．课程设计总结 (14)六．附录 (16)参考文献 (3233)（“目录”要求必须自动生成）一概述（宋体，三号，加粗，居中）1.课程设计的目的（小标题，宋体，四号，加粗，左对齐顶格）（1）．理解和掌握该课程中的有关基本概念，程序设计思想和方法。

（2）．培养综合运用所学知识独立完成课题的能力。

（3）．培养勇于探索、严谨推理、实事求是、有错必改，用实践来检验理论，全方位考虑问题等科学技术人员应具有的素质。

（4）．掌握从资料文献、科学实验中获得知识的能力，提高学生从别人经验中找到解决问题的新途径的悟性，初步培养工程意识和创新能力。

2.课程设计的要求算术表达式求值程序实现以下功能：(1)构造一个空栈S,初始条件：栈S已存在(2)用P返回S的栈顶元素(3)插入元素ch为新的栈顶元素(4)删除S的栈顶元素(5)判断字符是否是运算符，运算符即返回1(6)判断运算符优先权，返回优先权高的(7)输入表达式(8)返回表达式的最终结果。

二总体方案设计a)需求分析该程序能实现算术四则运算表达式的求值，显示运算过程。

输入的形式：表达式，例如5*（3+7）#。

包含的运算符只能有'+'、 '-'、'*'、 '/'、 ' (' ') '；程序所能达到的功能：对表达式求值并输出。

b)总体设计本程序使用的是编程工具是Visual c++ 6.0，实现了运算器的功能和仿真界面（大体界面如下图所示）。

在基本要求的基础上，运算数可以是实数类型，同时增加了乘方运算的功能；可以实现对负数的运算，例如用户输入表达式6*（-0.25）,则程序会在负号的前面自动加上一个0。

算术表达式求值实验报告

算术表达式求值实验报告前言算术表达式求值是计算机科学中比较基础的内容，同时也是很实用的技能，因为有时候我们需要用程序来计算一些复杂的数学运算。

在本次实验中，我们将对算术表达式的求值进行深入研究，并实际编写程序来实现这一功能。

实验原理算术表达式通常由数字、运算符和括号组成，我们需要将其转换为计算机能够直接执行的形式。

常见的算术表达式求值方法有两种：1.中缀表达式求值中缀表达式就是我们平时所熟悉的数学表达式，如2+3*4-5/2。

中缀表达式求值需要遵循一定的运算符优先级和括号的影响，可以通过栈来实现。

首先，我们需要将中缀表达式转换为后缀表达式，即将运算符放在数字后面。

具体的转换方法可以使用栈来实现。

遍历中缀表达式，遇到数字就直接输出，遇到运算符就将其与栈顶运算符进行比较，如果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，直到遇到优先级小于等于栈顶运算符或者栈顶为空时，将运算符入栈。

最后将栈中的运算符依次弹出并输出即可。

转换为后缀表达式之后，我们可以通过再次遍历后缀表达式来求值。

遇到数字将其入栈，遇到运算符则弹出栈顶两个数字进行运算，并将结果入栈。

遍历完毕后，栈中剩下的数字就是最终结果。

2.前缀表达式求值前缀表达式就是将运算符放在数字前面的表达式，如：- + * 3 4 5 6。

前缀表达式求值与后缀表达式求值类似，不同之处在于需要从右至左遍历表达式，并将运算符与栈顶数字进行操作。

实验步骤在本次实验中，我们将通过 Python 语言来实现算术表达式求值功能。

具体步骤如下：1. 输入待求值的算术表达式。

2. 对算术表达式进行转换，得到后缀表达式或前缀表达式。

3. 遍历后缀表达式或前缀表达式，求出最终结果。

4. 输出结果。

实验结果我们在 Python 中编写了求解算术表达式的程序，以下是一些样例输入和输出：1. 输入：2+3*4 输出：142. 输入：(2+3)*4 输出：203. 输入：-+*3456 输出：-9通过多组测试，我们可以发现程序能够正确地求解各种算术表达式，包括包含括号和负数的表达式。

数据结构课程设计-表达式求值【完整版】

ＸＸXＸXX大学《数据结构》课程设计报告班级：学号：姓名：指导老师:目录一算术表达式求值一、需求分析二、程序得主要功能三、程序运行平台四、数据结构五、算法及时间复杂度六、测试用例七、程序源代码二感想体会与总结算术表达式求值一、需求分析一个算术表达式就是由操作数(oｐeranｄ）、运算符(operator）与界限符（deｌimiter)组成得。

假设操作数就是正整数，运算符只含加减乘除等四种运算符,界限符有左右括号与表达式起始、结束符“#”，如：＃(7+15）*（2３—２8/４）#。

引入表达式起始、结束符就是为了方便.编程利用“算符优先法”求算术表达式得值.二、程序得主要功能（1）从键盘读入一个合法得算术表达式，输出正确得结果。

(2）显示输入序列与栈得变化过程。

三、程序运行平台Ｖｉsｕaｌ C＋+6、0版本四、数据结构本程序得数据结构为栈。

（1）运算符栈部分：struct SqStaｃk ／/定义栈{char *base； //栈底指针ｃｈａr *toｐ; ／/栈顶指针inｔstacｋsiｚe； //栈得长度};inｔInitSｔack (SqＳｔack &ｓ) //建立一个空栈S{ｉf （!(s、ｂａse= (char ＊）ｍalloc(5０＊ｓizeof（chａr）)）)exｉt（0）；ｓ、ｔop=s、bａse;s、staｃksiｚｅ=５0；retuｒn OK；}ｃhar GeｔTop（SqStack s,char &e) /／运算符取栈顶元素｛iｆ (s、ｔop==s、ｂase) //栈为空得时候返回EＲROR｛ﻩ prｉntf(＂运算符栈为空！＼n")；ﻩ reｔurn ERＲＯR;｝elsee＝*（s、ｔoｐ-1); //栈不为空得时候用ｅ做返回值，返回S得栈顶元素，并返回OK returnＯＫ;｝ｉnt Push(SqStacｋ＆s，cｈａr ｅ） //运算符入栈｛if （s、tｏp—s、baｓe >= ｓ、ｓtacksｉzｅ）ﻩ{ｐriｎtf（＂运算符栈满!＼n"）;ﻩs、basｅ=（cｈaｒ*）reａlloｃ(s、bａｓe，(s、sｔackｓｉze+5)*ｓizeoｆ(cｈar））；//栈满得时候,追加5个存储空间ｉf(！s、basｅ)exｉt （OVERＦＬOW）；s、top=s、ｂａsｅ+s、ｓｔacｋsize;s、ｓtaｃksiｚｅ+=５;}ﻩ＊(s、ｔop）＋＋=e；／/把e入栈ﻩｒeturn OK;}ｉnｔ Pop(SqStaｃk &ｓ，char ＆ｅ） /／运算符出栈｛ｉｆ (s、toｐ==s、base) ／/栈为空栈得时候，返回ERＲOＲ｛ｐrintf（＂运算符栈为空!\n”）;ﻩ return ERROＲ;}else｛ﻩﻩe=＊-—ｓ、tｏp；/／栈不为空得时候用e做返回值，删除S得栈顶元素，并返回ＯK return OK；}}iｎt StackTｒaｖerse（ＳqStacｋ&ｓ)／/运算符栈得遍历｛ﻩchar ＊t；ﻩt=s、ｂａｓｅ；ﻩif (s、top＝=s、baｓe）｛ﻩ printｆ（”运算符栈为空！\ｎ”)； //栈为空栈得时候返回ＥＲRORｒeturn ERＲOＲ;}ｗhile（t！＝s、tｏp)｛ﻩﻩｐrｉｎｔf（" %c",＊t)； //栈不为空得时候依次取出栈内元素t++;ﻩ}ｒeturｎ EＲRＯR；｝（2）数字栈部分：strｕｃt SqSｔackn//定义数栈｛ｉnt *bａse; //栈底指针ｉnt＊tｏp； //栈顶指针ｉnｔ sｔacksｉze； //栈得长度｝;inｔIｎｉtStackｎ (SqSｔackn &s) //建立一个空栈Ｓ{s、base=（int＊）malｌoc（50*sｉzeof(int）);if(！ｓ、ｂase）eｘiｔ（OVEＲFLＯW）；//存储分配失败s、top=s、base；s、stacksizｅ=5０;reｔuｒn OK；｝ｉｎt GｅtToｐn(ＳqＳtａcｋn s,inｔ＆e) //数栈取栈顶元素{if（s、ｔop=＝s、base）{prinｔｆ(＂运算数栈为空!\ｎ＂);//栈为空得时候返回ERRORﻩ rｅturｎ ERROR;}eｌseﻩe＝＊（s、toｐ-1);／/栈不为空得时候，用e作返回值，返回S得栈顶元素，并返回OＫreturｎＯK；｝int Pｕshn（SｑStａckn ＆s，int ｅ) //数栈入栈｛if（s、tｏp—s、ｂasｅ＞＝s、stacksiｚe)｛ﻩﻩprｉｎｔf（"运算数栈满!\ｎ"）；／/栈满得时候,追加5个存储空间ﻩs、base=(int＊）realloc (s、baｓe,(s、stａcksize＋5)＊sｉzｅof（ｉnt));ｉf（!s、base) ｅxit (ＯＶERFLOW)；ﻩs、top=ｓ、bａsｅ＋ｓ、stacｋsize;//插入元素e为新得栈顶元素s、stacksｉｚe+=5；}*（s、top）++=e; /／栈顶指针变化returｎOK;}ｉｎt Popｎ(ＳｑSｔacｋn ＆s，iｎt &e)//数栈出栈｛ﻩif （s、top=＝ｓ、base）｛ﻩ pｒiｎtｆ（"运算符栈为空！\n＂);//栈为空栈得视时候，返回ERRＯＲﻩ retｕrn ERROR；ﻩ｝ｅlse｛ﻩﻩe=＊—-ｓ、tｏp；／/栈不空得时候，则删除S得栈顶元素,用e返回其值，并返回OK ﻩreturｎOK；｝}ｉnt StacｋＴraveｒsｅn（SqStackn &s)/／数栈遍历{ﻩiｎｔ＊t;ﻩｔ=s、basｅ ;ﻩif（s、top==s、basｅ）ﻩ｛pｒinｔf(＂运算数栈为空！\n”）；//栈为空栈得时候返回ERRORﻩ rｅｔｕrn ERＲＯＲ；ﻩ｝ﻩwｈile（t！=ｓ、ｔop)ﻩ{priｎtf(” ％d”，*ｔ); /／栈不为空得时候依次输出t＋＋;｝return ERRＯR；｝五、算法及时间复杂度１、算法:建立两个不同类型得空栈,先把一个‘＃’压入运算符栈。

数据结构课程设计算术表达式求值

计算机科学系《数据结构课程设计》报告课题名称：算术表达式求值目录1.问题描述-----------------------------------------------------------32.基本要求-----------------------------------------------------------33.工具/准备工作----------------------------------------------------34.分析与实现--------------------------------------------------------45. 课程设计体会与感悟------------------------------------------161．问题描述从键盘上输入中缀算术表达式，包括括号，计算出表达式的值。

2.基本要求（1）程序能对所输入的表达式做简单的判断，如表达式有错，能给适当提示。

（2）能处理单目运算符：+，-。

3.工具/准备工作在开始项目之前，应回顾复习相关内容。

需要一台计算机装有visual C++。

4.分析与实现对于中缀表达式，一般运算规则如下：（1）先乘方，再乘除，最后加减；（2）同级运算从左算到右；（3）先括号内再括号外；（4）用到的头文件”utility.h”,”lk_stack.h”,”node.h”,”calculator.h”.根据实践经验，可以对运算符设置统一的优先级，从而方便比较。

表中给出了包括加、上面讨论的的+、—为双目运算符，如为单目运算符，编程实现时，可在前面加上0而转化为双目运算符。

如在+、—的前一个字符（如当前字符不是运算符时，规定用0表示）为‘=’或‘（’，则为单目运算符。

具体实现算法时，可设置两个工作栈，一个为操作栈，一个为操作符栈optr，另外一个为操作数栈opnd,算法基本思路如下：（1）将optr栈和opnd栈清空，在optr栈中加入一个‘=‘。

数据结构课程设计报告-中缀算术表达式求值

课程设计报告课程名称数据结构课题名称中缀算术表达式求值专业通信工程班级通信0902学号姓名指导教师2011 年07 月01 日湖南工程学院课程设计任务书课程名称数据结构课题中缀算术表达式求值专业班级通信工程0902学生姓名学号指导老师审批任务书下达日期2011 年06 月27日任务完成日期2011 年07 月01日设计要求：1. 课程设计报告规范（1）需求分析a.程序的功能。

b.输入输出的要求。

（2）概要设计a.程序由哪些模块组成以及模块之间的层次结构、各模块的调用关系；每个模块的功能。

b.课题涉及的数据结构和数据库结构；即要存储什么数据，这些数据是什么样的结构，它们之间有什么关系等。

（3）详细设计a.采用C语言定义相关的数据类型。

b．写出各模块的类C码算法。

c.画出各函数的调用关系图、主要函数的流程图。

（4）调试分析以及设计体会a.测试数据：准备典型的测试数据和测试方案，包括正确的输入及输出结果和含有错误的输入及输出结果。

b.程序调试中遇到的问题以及解决问题的方法。

c.课程设计过程经验教训、心得体会。

（5）使用说明用户使用手册：说明如何使用你编写的程序，详细列出每一步的操作步骤。

（6）书写格式a.设计报告要求用A4纸打印成册：b.一级标题用3号黑体,二级标题用四号宋体加粗,正文用小四号宋体;行距为22。

（7）附录源程序清单（带注释）2. 考核方式指导老师负责验收程序的运行结果，并结合学生的工作态度、实际动手能力、创新精神和设计报告等进行综合考评，并按优秀、良好、中等、及格和不及格五个等级给出每位同学的课程设计成绩。

具体考核标准包含以下几个部分：（1）平时出勤（占10%）（2）系统需求分析、功能设计、数据结构设计及程序总体结构合理与否（占10%）（3）程序能否完整、准确地运行，个人能否独立、熟练地调试程序（占40%）（4）设计报告（占30%）注意：不得抄袭他人的报告（或给他人抄袭），一旦发现，成绩为零分。

算术表达式求值演示-课程设计报告

算术表达式求值演示目录第一章概述 (1)第二章系统分析 (1)第三章概要设计 (2)第四章详细设计 (5)第五章运行与测试 (13)第六章总结与心得 (16)参考文献 (16)第一章概述课程设计是实践性教学中的一个重要环节，它以某一课程为基础，可以涉及和课程相关的各个方面，是一门独立于课程之外的特殊课程。

课程设计是让同学们对所学的课程更全面的学习和应用，理解和掌握课程的相关知识。

《数据结构》是一门重要的专业基础课，是计算机理论和应用的核心基础课程。

数据结构课程设计，要求学生在数据结构的逻辑特性和物理表示、数据结构的选择和应用、算法的设计及其实现等方面，加深对课程基本内容的理解。

同时，在程序设计方法以及上机操作等基本技能和科学作风方面受到比较系统和严格的训练。

在这次的课程设计中我选择的题目是算术表达式求值演示。

表达式计算是实现程序设计语言的基本问题之一，也是栈的应用的一个典型例子。

设计一个程序，演示用算符优先法对算术表达式求值的过程。

深入了解栈和队列的特性，以便在解决实际问题中灵活运用它们，同时加深对这种结构的理解和认识。

第二章系统分析1．以字符列的形式从终端输入语法正确的、不含变量的整数表达式。

利用已知的算符优先关系，实现对算术四则混合运算表达式的求值，并仿照教科书的例子在求值中运算符栈、运算数栈、输入字符和主要操作的变化过程。

2．一般来说，计算机解决一个具体问题时，需要经过几个步骤：首先要从具体问题抽象出一个适当的数学模型，然后设计一个解决此数学模型的算法，最后编出程序，进行测试，调试直至得到想要的答案。

对于算术表达式这个程序，主要利用栈，把运算的先后步骤进行分析并实现简单的运算！为实现算符优先算法，可以使用两个栈，一个用以寄存运算符，另一个用以寄存操作数和运算结果。

3．演示程序是以用户于计算机的对话方式执行，这需要一个模块来完成使用者与计算机语言的转化。

4．程序执行时的命令：本程序为了使用具体，采用菜单式的方式来完成程序的演示，几乎不用输入什么特殊的命令，只需按提示输入表达式即可。

数据结构实验二——算术表达式求值实验报告

数据结构实验二——算术表达式求值实验报告算术表达式求值实验报告一、引言算术表达式求值是计算机科学中一个重要的基础问题，它涉及到了数据结构和算法的应用。

本实验旨在通过实现一个算术表达式求值的程序，加深对数据结构中栈的理解和应用，并掌握算术表达式的求值过程。

二、实验目的1. 理解算术表达式的基本概念和求值过程；2. 掌握栈的基本操作和应用；3. 实现一个能够正确求解算术表达式的程序；4. 进一步熟悉编程语言的使用。

三、实验内容1. 设计并实现一个栈的数据结构；2. 实现算术表达式求值的算法；3. 编写测试用例，验证程序的正确性；4. 进行性能测试，分析算法的时间复杂度。

四、实验方法与步骤1. 设计栈的数据结构在本实验中，我们选择使用数组来实现栈的数据结构。

栈的基本操作包括入栈（push）、出栈（pop）、判断栈空（isEmpty）和获取栈顶元素（top）等。

2. 算术表达式求值算法算术表达式求值的一种常用算法是通过后缀表达式进行求值。

具体步骤如下： - 将中缀表达式转换为后缀表达式；- 通过栈来求解后缀表达式；- 返回最终的计算结果。

3. 编写测试用例编写一系列测试用例，包括不同类型的算术表达式，以验证程序的正确性。

例如：- 简单的四则运算表达式：2 + 3 * 4 - 5；- 包含括号的表达式：(2 + 3) * (4 - 5)；- 包含多位数的表达式：12 + 34 * 56；- 包含浮点数的表达式：3.14 + 2.71828。

4. 性能测试和时间复杂度分析针对不同规模的输入数据，进行性能测试，记录程序的运行时间。

同时，分析算法的时间复杂度，验证算法的效率。

五、实验结果与分析我们设计并实现了一个栈的数据结构，并成功地完成了算术表达式求值的程序。

通过对一系列测试用例的验证，我们发现程序能够正确地求解各种类型的算术表达式，并返回正确的计算结果。

在性能测试中，我们对不同规模的输入数据进行了测试，并记录了程序的运行时间。

算术表达式求值实验报告

算术表达式求值实验报告1. 背景算术表达式求值是计算机科学中的基本问题之一，涉及到对数学表达式的解析和计算。

在计算机编程中，经常需要对用户输入的数学表达式进行求值，以得到正确的计算结果。

因此，研究如何高效地求解算术表达式是非常重要的。

在本次实验中，我们将探索不同方法来求解算术表达式，并比较它们的性能和准确性。

我们将使用Python语言作为实现工具，并通过编写代码来实现不同方法。

2. 分析2.1 表达式解析在进行表达式求值之前，我们首先需要对输入的数学表达式进行解析。

解析过程主要包括以下几个步骤：1.去除空格：将输入的字符串中的空格字符去除。

2.分词：将字符串按照运算符和操作数进行分割，得到一个由标记组成的列表。

3.构建语法树：根据分词结果构建一个语法树，用于表示数学表达式的结构。

4.求值：通过遍历语法树并执行相应操作，最终得到表达式的值。

2.2 求值方法在本次实验中，我们将尝试以下两种不同的求值方法：1.递归求值：通过递归地遍历语法树来求解表达式。

递归求值的优点是简单易懂，但可能存在性能问题。

2.栈求值：使用栈数据结构来辅助求解表达式。

栈可以有效地处理运算符的优先级和括号的匹配问题。

2.3 性能评估为了评估不同方法的性能，我们将使用一组测试用例来对其进行比较。

测试用例包括不同长度和复杂度的数学表达式，以及各种运算符和括号的组合。

我们将使用Python内置的time模块来测量每种方法的执行时间，并比较它们之间的差异。

此外，我们还将检查每种方法是否能正确地计算出表达式的结果。

3. 实验结果3.1 表达式解析在实现表达式解析过程时，我们首先去除输入字符串中的空格，并将其转换为一个字符列表。

然后，我们使用递归下降法来构建语法树。

具体而言，我们定义了以下几个函数：1.parse_expression(tokens)：该函数接受一个标记列表作为参数，并返回一个表示整个表达式的语法树。

2.parse_term(tokens)：该函数接受一个标记列表作为参数，并返回一个表示项的语法树。

表达式求值课程设计报告

数据结构课程设计设计说明书算术表达式求值问题学生姓名白子健学号1318014057 班级计本1302 成绩指导教师李军计算机科学与技术系2015年9月10日数据结构课程设计评阅书课程设计任务书2015—2016学年第一学期专业：计算机科学与技术学号：1318014057 姓名：白子健课程设计名称：课程设计Ⅰ---数据结构课程设计设计题目：表达式求值算法的实现完成期限：自2015 年9 月 1 日至2015 年9 月12 日共2 周设计内容及要求:算术表达式求值是程序设计语言编译中的一个基本问题，通过栈实现表达式运算优先级的匹配和运算。

用C/C++语言编程实现任意算术表达式的求值，设计内容要求如下：（1）表达式共有三种基本表示方法：前缀法、中缀法、后缀法。

从表达式的这三种基本方法中任选一种方法进行编程求值。

（2）分析所选的表示方法，根据选定的表示方法确定对应的存储结构和相关算法。

（3）算法要能正确处理算术运算的优先级规则，即: 先括号内，后括号外的规则；运算先乘除，后加减；同级运算从左到右。

如下表达式：50+（6*3+2）要求：(1)用C/C++语言编写一个程序将这组学生成绩输入到计算机中，数据运算的存储逻辑结构为栈。

(2)程序要能正确处理表达式的优先级、输出正确运算结果。

最终设计成果形式为：1、设计好的软件一套；2、撰写一份课程设计说明书一份，打印并装订成册。

指导教师（签字）：教研室主任（签字）：批准日期：年月日目录1 课题描述 (1)2 设计思路 (2)3 算法设计 (3)4 程序代码 (5)5 测试及分析 (12)6 总结 (13)参考文献 (13)1 课题描述表达式求值是程序设计语言编译中的一个最基本问题。

表达式求值在计算机中的实现是栈结构在计算机中的一个典型应用。

这里使用“算符优先算法”实现表达式求值。

要把一个表达式翻译成正确求值的一个机器指令序列，或者直接对表达式求值，首先要能够正确解释表达式。

算术表达式求值数据结构实验报告

算法的正确性和效率分析
正确性
所有实现的数据结构都正确地实现了算术表达式求值的功能，没有出现计算错误的情况。
效率
在处理大量数据时，使用堆栈（Stack）和队列（Queue）的数据结构表现最佳。堆栈在处理后缀表达式时效率最高，而队列在处理中缀表达式时效率最高。
数据结构优化的效果评估
使用哈希表（Hash Table）
展望未来，希望能够进一步研究算术表达式求值算法的优化和改进，提高计算效率和精度。
THANKS
感谢观看
05
列表（List）
数组（Array）元组（Tuple）集合（Set）
字典（ Dictiona…
由于列表在Python中是动态数组，其性能在处理大量数据时相对较差。在算术表达式求值中，列表的平均执行时间最长。
使用NumPy库的数组结构，其性能在处理大量数据时优于列表。但在算术表达式求值中，其性能仍然不如其他数据结构。
03
了解如何使用栈数据结构实现括号匹配和回退机制。
掌握数据结构在算术表达式求值中的应用
01 熟悉使用数组、链表等基本数据结构存储和操作算术表达式。
02 掌握如何使用树形数据结构表示算术表达式，如二叉树或表达式树。
03 了解动态规划在优化算术表达式求值中的运用。
提高编程能力和解决问题的能力
01
在处理重复元素时，使用哈希表可以显著提高数据结构的效率。在算术表达式求值中，哈希表的使用可以减少重复计算和查找的时间。
预处理输入数据
对输入的算术表达式进行预处理，如括号消除、指数化等，也可以提高数据结构的效率。预处理可以减少运算的复杂度和时间。
05
实验总结
本次实验的收获和体会

数据结构课程设计报告-表达式求值

OPTR->top--;
}
double Calculate(double a,double b,char c){ //进行二元运算
double result;
switch(c){
case '+':result=a+b;break;
case '-':result=a-b;break;
case '*':result=a*b;break;
void PushNum(OPND *OPND,double num){ //操作数进栈
OPND->top++;
OPND->array[OPND->top-1]=num;
}
void PopNum(OPND *OPND,double *num){ //操作数出栈
*num=OPND->array[OPND->top-1];
default:priority='E';
}
return priority;
}
void Process(OPND *OPND,OPTR *OPTR,char x){ //计算表达式
double a,b;char c;
static double tempnum=0.00000000;
static int len=10; //用于各数位上的值的转换
double array[N];
int top;//栈顶指针
}OPND;
typedef struct{ //定义运算符栈
char array[N];
int top;//栈顶指针
}OPTR;
int Cint(char mychar){ //将字符0-9转换成数值

数据结构表达式求值实验报告

设计一个程序，演示通过将数学表达式字符串转化为后缀表达式，并通过后缀表达式结合栈的应用实现对算术表达式进行四则混合运算。

问题分析：在计算机中，算术表达式由常量、变量、运算符和括号组成。

由于不同的运算符具有不同的优先级，又要考虑括号，因此，算术表达式的求值不可能严格地从左到右进行。

因而在程序设计时，借助栈实现。

设置运算符栈（字符型）和运算数栈（浮点型）辅助分析算符优先关系。

在读入表达式的字符序列的同时完成运算符和运算数的识别处理，然后进行运算数的数值转换在进行四则运算。

在运算之后输出正确运算结果，输入表达式后演示在求值中运算数栈内的栈顶数据变化过程，最后得到运算结果。

算法规定：输入形式：一个(:数据结构表达式求值实验报告)算术表达式，由常量、变量、运算符和括号组成（以字符串形式输入）。

为使实验更完善，允许操作数为实数，操作符为（、）、.（表示小数点）、+、-、*、/、^（表示乘方），用#表示结束。

输出形式：演示表达式运算的中间结果和整个表达式的最终结果，以浮点型输出。

程序功能：对实数内的加减乘除乘方运算能正确的运算出结果，并能正确对错误输入和无定义的运算报错，能连续测试多组数据。

算术表达式实验报告

本科学生综合性实验报告项目组长：学号：成员:专业：计算机科学与技术班级：B02实验项目名称算术表达式求值指导教师及职称：开课学期2011－2012学年第一学期上课时间2011年10月15日－2011年11月5日一、实验设方案实验名称：算术表达式求值实验时间：2010年10月15 日小组合作：是●否○小组成员：0103356吴荣福0103316 倪志鹏1、实验目的实验目的：写代码来计算算术表达式2、实验思路（实验内容、数据处理方法及实验步骤等）#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <conio.h>#define size 100#define addsize 20typedef int selemtype;typedef int status;typedef struct{selemtype *base;selemtype *top;int stacksize;}sqstack;//构造空栈status initstack(sqstack &l){l.base=(selemtype *)malloc(size*sizeof(selemtype));if(!l.base) exit(0);l.top=l.base;l.stacksize=size;return 1;}//返回栈顶元素status gettop(sqstack s){selemtype e;if(!s.top) return 0;e=*(s.top-1);return e;;}//进栈status push(sqstack &l,selemtype e){if(l.top-l.base>=l.stacksize){l.base=(selemtype*)realloc(l.base,l.stacksize+addsize*sizeof(selemtype));if(!l.base) exit(0);l.top=l.base+l.stacksize;l.stacksize+=addsize;}*l.top++=e;return 1;}//出栈status pop(sqstack &l,selemtype &e){if(l.top==l.base) return 0;e=*--l.top;return e;}//判断是不是运算符status ischar(char c){if(c=='+'||c=='-'||c=='*'||c=='/'||c=='#'||c=='('||c==')')return 1;elsereturn 0;}//判断优先级char youxian(char m,char n){int a,b;switch(m){case '+':case '-':a=6; break;case '*':case '/':a=9; break;case '(':a=5; break;case '#':a=-1; break;}switch(n){case '+':case '-':b=7; break;case '*':case '/':b=8; break;case ')':b=5; break;case '(':b=7;break;case '#':b=-1;break;}if(a>b)return '>';if(a<b)return '<';elsereturn '=';}//计算函数selemtype operate(selemtype a,selemtype m,selemtype b){ selemtype s;switch(m){case '+':s=(a+b);break;case '-':s=(a-b);break;case '*':s=(a*b);break;case '/':s=(a/b);break;}return s;}//主函数void main(){char ch[5];ch[0]='Y';do{printf("输入：\n");sqstack a,b;char c;selemtype x,y,theta;initstack(a); push(a,'#');initstack(b); c=getchar();while(c!='#' || gettop(a)!='#'){if(!ischar(c)){push(b,c-'0');c=getchar();}else{switch(youxian(gettop(a),c)){case '<':push(a,c);c=getchar();break;case '=':pop(a,x);c=getchar();break;case '>':pop(a,theta);pop(b,y);pop(b,x);push(b,operate(x,theta,y));break;}}}getchar();printf("结果是：");printf("%d\n",gettop(b));printf("是否继续(Y/N):");gets(ch);}while(ch[0]=='Y'||ch[0]=='y');printf("*************************\n");}指导老师对实验设计方案的意见指导老师签名：年月日二、实验结果与分析1、实验目的、实验思路。

C语言_算数表达式求值_课程设计报告

达式的输入，得出了正确结果，但不排除还有某些漏洞使得一些特殊情况的表达式不能得出正确结果，还有待进一步的测试。
特点：本程序能进行小数、以及2进制、8进制、16进制的运算。
不足：结果都以10进制形式表示，用户不能改变；结果的10进制形式不能超
出longdouble型数据能存储的数的范围；
进一步的设想：将数分段存储，内存动态分配，使其能进行天文数字运算；录入其他的运算符例如指数运算，开方运算，取余运算，解一元一次方程，解二元一次方程组。
三详细设计
我任务是整个程序的算法设计，以及部分子函数的编写，经过其他组员编写的子函数的处理，将表达式变为一个普通的表达式，其中数与运算符已经分开，将这个表达式的头指针传递到我所编写函数
中，运算思想为：找到最内层的一对括号，计算括号间的表达式的值，得到值之后，用这个值替换掉原始位置上的一对括号，以及其中的表达式。例如（（（6.5-2*2.25）*2-6）/2+1.5）+3#，第一次替换后为（（2*2-6）/2+1.5）+3#，第二次替换后为（-2/2+1.5）+3#，第三次替换后为0.5+3#，当没有括号时调用四则运算函数直接计算。
Node *node,*head;
Node_ys_char *node_char;
switch(m)
{
case 2:
JiWei=2;
max=50;
break;
case 8:
JiWei=8;
max=56;
break;
case 10:
JiWei=10;
max=97;
break;
case 16:
JiWei=16;
p->c='+';