算术表达式求值(c++)数据结构实验

数据结构实验报告

实验名称：实验2 栈和队列及其应用

实验目的：通过上机实验，加深理解栈和队列的特性；能根据实际问题的需要灵活运用栈和队列；

掌握栈和队列的应用。

实验内容：（2选1）内容1：算术表达式求值问题；内容2：航空客运订票系统。

实验要求：1）在C++系统中编程实现；2）至少实现两种以上操作算法；3）写出算法设计的基本原理或画出流程图；4）算法实现代码简洁明了；关键语句要有注释；5）给出调试和测试

结果；6）完成实验报告。

实验步骤:

(1)算法设计

为了实现算符优先算法。可以使用两个工作栈。一个称为OPTR，用以寄存运算符，另一个称做OPND，用以寄存操作数或运算结果。

1.首先置操作数栈为空栈，表达式起始符”#”为运算符栈的栈底元素；

2.依次读入表达式，若是操作符即进OPND栈，若是运算符则和OPTR栈的栈顶运算符比较优先权后

作相应的操作，直至整个表达式求值完毕（即OPTR栈的栈顶元素和当前读入的字符均

为”#”）。

(2)算法实现

typedef struct{ int stacksize; char *base; char *top;

} Stack;

typedef struct{ int stacksize; int *base; int *top; } Stack2;

int InitStack(Stack *s) //构造运算符栈

{ s->base=(char *)malloc(STACK_INIT_SIZE*sizeof(char));

if(!s->base) return ERROR;

s->top=s->base;

s->stacksize=STACK_INIT_SIZE;

return OK; }

int InitStack2(Stack2 *s) //构造操作数栈

{ s->base=(int *)malloc(STACK_INIT_SIZE*sizeof(int));

if(!s->base) return ERROR;

s->stacksize=STACK_INIT_SIZE;

s->top=s->base;

return OK; }

int 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(Stack *s,char ch) //运算符栈插入ch为新的栈顶元素{

*s->top=ch; s->top++; return 0; }

int Push2(Stack2 *s,int ch)//操作数栈插入ch为新的栈顶元素

{ *s->top=ch; s->top++; return 0; }

char Pop(Stack *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;}

int Pop2(Stack2 *s) //删除操作数栈s的栈顶元素，用p返回其值{ int p;s->top--; p=*s->top; return p;}

char GetTop(Stack s) //用p返回运算符栈s的栈顶元素

{ char p=*(s.top-1); return p; }

int GetTop2(Stack2 s) //用p返回操作数栈s的栈顶元素{ int p=*(s.top-1); return p; }

char Precede(char c1,char c2) { int i=0,j=0; static char array[49]={

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

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

'<', '<', '<', '<', '<', '=', '!', '>', '>', '>', '>', '!', '>', '>',

'<', '<', '<', '<', '<', '!', '='};

switch(c1) { 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) { 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]); }

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 EvalExpr(){ 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); Push2(&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=Pop2(&OPND); a=Pop2(&OPND); Push2(&OPND,Operate(a,theta,b));break;} }return GetTop2(OPND); }

实验结果: