将中缀表达式转换为后缀表达式并计算

《数据结构》实验报告◎实验题目:使用键盘输入表达式，计算表达式的值并输出；将表达式转化成后缀表达式输出，利用后缀表达式求表达式的值并输出。

◎实验目的：使用栈的操作编写关于数据结构的程序。

◎实验内容：写出程序并上机调试、通过。

一、需求分析1、演示程序以用户和计算机的对话方式执行，即在计算机终端上显示“请输入表达式”时输入中缀表达式。

然后计算机终端输出转换后的后缀表达式及计算后的结果。

2、程序执行的命令包括：（1）构造链栈；（2）输入数据；（3）判断输入的表达式是否为非法表达式；（4）将中缀表达式转换为后缀表达式；（5）计算表达式的值；（6）输出。

（7）结束4、本程序能将中缀表达式转换为后缀表达式，并且能计算表达式的值。

5、输入及输出示例：例1：请输入表达式6+3*（6+5）后缀表达式：6 3 6 5 + * +计算结果为：39Press any key to continue例2：请输入表达式6-3*（7+1ERROR:表达式错误Press any key to continue二概要设计1．基本操作(1)、struct node操作结果：创建结构体(2)、int Searchexpression(char string1[])初始条件：表达式string1已经存在。

操作结果：判断表达式是否非法(3)、struct node *Initialization()操作结果：创建栈链。

(4)、struct node *assort(struct node *s)初始条件：string1、string2已存在。

操作结果：将中缀表达式转换为后缀表达式并存在string2中。

(5)、struct node *calcolate(struct node *s)操作结果：求出表达式的值2、模块调用图三详细设计1、每个模块：(1) 定义结构体struct node{char data;int num;struct node *next;};(2) 判断表达式是否非法int Searchexpression(char string1[]){int i1,b1,b2;int m;m=strlen(string1);if(string1[0]<'0'||string1[0]>'9'){printf("ERROR:表达式缺操作数！\n");return(WRONG);}for(i1=0;i1<=m;i1++){if(string1[i1]=='(')b1++;elseif(string1[i1]==')')b2++;}if(b1!=b2){printf("ERROR:缺少括号\n");return(WRONG);}for(i1=0;i1<m;i1++)if('0'<=string1[i1]&&string1[i1]<='9'&&'0'<=string1[i1+1]&&str ing1[i1+1]<='9'){ printf("ERROR:表达式缺操作符！\n");return(WRONG);}for(i1=0;i1<=m;i1++)if(string1[i1]=='+'&&(string1[i1+1]=='+'||string1[i1+1]=='-'|| string1[i1+1]=='*'||string1[i1+1]=='/')){ printf("ERROR:表达式缺操作数！\n");return(WRONG);}elseif(string1[i1]=='-'&&(string1[i1+1]=='+'||string1[i1+1]=='-'|| string1[i1+1]=='*'||string1[i1+1]=='/')){ printf("ERROR:表达式缺操作数！\n");return(WRONG);}elseif(string1[i1]=='*'&&(string1[i1+1]=='+'||string1[i1+1]=='-'|| string1[i1+1]=='*'||string1[i1+1]=='/')){printf("ERROR:表达式缺操作数！\n");return(WRONG);}elseif(string1[i1]=='/'&&(string1[i1+1]=='+'||string1[i1+1]=='-'|| string1[i1+1]=='*'||string1[i1+1]=='/')){printf("ERROR:表达式缺操作数！\n");return(WRONG);}return(RIGHT);}(3)、将中缀表达式转换为后缀表达式struct node *assort(struct node *s)//输入字符串{struct node *p,*top;int i;top=s;int m;char a;m=strlen(string1);for(i=0;i<=m;i++){a=string1[i];if('0'<=string1[i]&&string1[i]<='9'){string2[j]=string1[i];j++;}else{switch(a){case '(':{p=(struct node *)malloc(sizeof(struct node));p->data=a;p->next=top;top=p;break;}case '*':case '/':string2[j]=' ';j++;if((top->data=='*')||(top->data=='/')){string2[j]=top->data;j++; //比其高，现将栈顶运算符出栈，再进栈。

top->data=a;break;}else{p=(struct node *)malloc(sizeof(struct node));//否，直接进栈p->data=a;p->next=top;top=p;break;}case '+':case '-':{string2[j]=' ';j++;if(top->data=='+'||top->data=='-'||top->data=='*'||top->data== '/'){string2[j]=top->data;j++;top->data=a;break;}else{p=(struct node *)malloc(sizeof(struct node));p->data=a;p->next=top;top=p;break;}}case ')':{string2[j]=' ';j++;if(top->data=='@'){printf("input error");break;}while(top->data!='('){string2[j]=top->data;j++;p=top;top=top->next;free(p);}p=top;top=top->next;free(p);break;}}}}while(top->data!='@'){string2[j]=top->data;j++;p=top;top=top->next;free(p);}string2[j]='#';printf("后缀表达式为:");for(i=0;i<j;i++)if(string2[i]!=' ')printf("%c ",string2[i]);printf("\n ");return top;}(4)表达式求值struct node *calcolate(struct node *s){struct node *top,*p;char *q;int x,y,a;int i,n;top=s;//指向栈顶的指针for(i=0;i<=j;i++)//遍历字符串string2{if(string2[i]>='0'&&string2[i]<='9'){q=&string2[i];a=atoi(q);for(n=i;string2[n]>='0'&&string2[n]<='9';n++){} p=(struct node *)malloc(sizeof(struct node ));p->num=a;p->next=top;top=p;i=n-1;}elseif(string2[i]=='#') //遇#号结束标志，输出栈中的最后计算结果printf("计算结果为:%d\n",top->num);else{if(string2[i]==' '){}else{y=top->num;p=top;top=top->next;free(p);x=top->num;p=top;top=top->next;free(p);switch(string2[i]){case '+':{a=x+y;p=(struct node *)malloc(sizeof(struct node));p->num=a;p->next=top;top=p;break;}case '-':{a=x-y;p=(struct node *)malloc(sizeof(struct node ));p->num=a;p->next=top;top=p;break;}case '*':{a=x*y;p=(struct node *)malloc(sizeof(struct node ));p->num=a;p->next=top;top=p;break;}case '/':{if(y==0)printf("ERROR:除数为零!\n");a=(float)x/y;p=(struct node *)malloc(sizeof(struct node ));p->num=a;p->next=top;top=p;break;}}}}}return 0;}(5)、主函数void main(){struct node *top,*head;top=Initialization();//建立一个链栈，并返回栈顶指针printf("请输入表达式：\n");gets(string1);if(Searchexpression(string1)){head=assort(top);//中缀转化为后缀表达式calcolate(head);}}2、完整函数#include<stdio.h>#include<malloc.h>#include<string.h>#include<stdlib.h>#define MAX 60#define RIGHT 1#define WRONG 0#define DEMAX 15#define NULL 0char string1[MAX];char string2[MAX];int j=0;struct node //定义结构体。