数据结构课程设计-表达式求值问题

嘉应学院计算机学院

实验报告

课程名称：数据结构课程设计

开课学期：2017-2018学年第2学期

班级：

指导老师：

实验题目：学生通讯录管理系统

学号：

姓名：

上机时间：

(一) 需求分析

1、输入的形式和输入值的范围：

根据题目要求与提示，先选择你要使用的表达式形式（中缀用1，后缀用0），在输入一个中缀表达式，输入数的范围为int型，此时，程序将计算出表达式的结果。

2、输出的形式：

当按照程序要求选择了1或0之后，再输入表达式；如果选择的是1，则程序将自动运算出表达式结果；如果之前选择的是0，则程序将现将中缀表达式转化为后缀表达式并计算出结果。

3、程序所能达到的功能：

本程序能计算出含+、-、*、/、（、）等运算符的简单运算。

4、测试数据：

输入一个表达式，如果你之前选择的是“中缀表达式”，那么输入5*(4-2)#,那么输出结果是10；如果之前选择的是“后缀表达式”，那么输入5*（4-2）#，那么他将先转换成后缀表达式5 4 2 - * #，再输出结果10。

如果输入表达式没有结束标示符#，如5*（4-2），那将不会输出任何结果，或出现错误结果。

(二) 概要设计

为了实现上述操作，应以栈为存储结构。

1．基本操作：

（1）. int GetTop(SqStack *s)

初始条件：栈存在；

操作结果：若栈为空，则返回s的栈顶元素；否则返回ERROR。

（2）. void Push(SqStack *s,int e)

初始条件：栈存在；

操作结果：插入e为新的栈顶元素。

（3）. int Pop(SqStack *s)

初始条件：栈存在；

操作结果：若栈不空，则删除之，并返回其值；否则返回REEOR。

（4）.void InitStack(SqStack *s)

初始条件：栈存在；

操作结果：置栈为空。

（5）. int Empty(SqStack *s)

初始条件：栈存在；

操作结果：判定s是否为空栈。

（6）. int Operate(int a,char theta, int b)

初始条件：操作数a和b存在，且theta是+、-、*、/四则运算；

操作结果：返回a与b间theta运算的结果。

（7）. int In(char s,char* TestOp)

初始条件：s为待判断字符，TestOp为已知的算符集合；

操作结果：s为算符集合中的元素则返回1，否则返回0.

（8）. int ReturnOpOrd(char op,char* TestOp)

初始条件：op为待确定运算符，TestOp为已知的算符集合；

操作结果：确定运算符类型。

（9）. char precede(char a, char b)

初始条件：a、b存在；

操作结果：返回算符a和b的优先权高低。

（10）. void PrintOpnd(SqStack *s)

初始条件：栈存在；

操作结果：输出运算数栈。

（11）. void PrintOptr(SqStack *s)

初始条件：栈存在；

操作结果：输出运算符栈。

（12）. void Store(char *s,char ch)

初始条件：字符数组 s存在，字符ch已知；

操作结果：将ch存入数组s。

（13）. void Change(char *s1,char *s2)

初始条件;重罪表达式s1已知；

操作结果：将中缀表达式s1转为后缀表达式s2。

2．本程序包含二个模块：

（1）主程序模块；

（2）中缀表达式求值模块以及中缀表达式转换为后缀表达式并求值模块（3）模块调用图：

主程序模块

中缀表达式求值模块中缀表达式转换为后缀表达式并求值模块

(三) 详细设计

1．存储类型，元素类型，结点类型：

typedef struct{ //定义栈

int data[SIZE];

int top;

int base;

}SqStack;

char OPSET[7]={'+' , '-' , '*' , '/' ,'(' , ')' , '#'};

//定义OPSET字符数组为算符集合

char Prior[7][7] = {

// 算符间的优先关系

'>','>','<','<','<','>','>',

'>','>','<','<','<','>','>',

'>','>','>','>','<','>','>',

'>','>','>','>','<','>','>',

'<','<','<','<','<','=',' ',

'>','>','>','>',' ','>','>',

'<','<','<','<','<',' ','='

};

2．每个模块的分析：

（1）主程序模块：

int main(){

char s=0,c;

while(1){

printf("请输入‘1’或‘0’（1代表中缀表达式，0代表后缀表达式）\n");

c=getchar();

fflush(stdin);

if(c=='1'){//中缀表达式运算结果

printf("%d\n",EvaluateExpression_1());

}

else{//后缀表达式运算结果

printf("%d\n",EvaluateExpression_2());

}

do{

scanf("%c",&s);

if(s=='q'||s=='Q')

exit(0);

}

while(s!='\n');

system("cls");

}

return 0;

}

（2）int EvaluateExpression_1(){

//中缀求值

SqStack OPND,OPTR;

char ch,theta,exp[100]={0};

int i=0,s=0,a=0,b=0,step=0;

InitStack(&OPND);

InitStack(&OPTR);

Push(&OPTR,'#');

gets(exp);

ch=exp[0];

while(ch!='#'||GetTop(&OPTR)!='#'){

if(!In(ch,OPSET)){//不是运算符则进栈

if(In(exp[i+1],OPSET)){//未出现连续数字

Push(&OPND,ch-48);

ch=exp[++i];

}//if

else//出现连续数字

{

s=exp[i++]-48;

while(exp[i]>='0'&&exp[i]<='9'){

s=s*10+exp[i++]-48;

}