算术表达式--数据结构实验报告

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数据结构表达式求值实验报告

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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

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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: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。

数据结构表达式求值实验报告

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数据结构表达式求值实验报告一、设计人员相关信息1. 设计者姓名、学号和班号:12地信李晓婧 120122429832. 设计日期:2014.3. 上机环境:VC++6.0二、程序设计相关信息1(实验题目:用户输入一个包含+、-、*、/、正整数和圆括号的合法算术表达式,计算该表达式的运算结果。

2(实验项目组成:先将算术表达式转换成后缀表达式,然后对改后缀表达式求值。

3(实验项目的程序结构(程序中的函数调用关系图):mainLeftpririghpriinopprecedetranscompvalue4(实验项目包含的各个文件中的函数的功能描述: , rightpri(char op) //求右运算符的优先级, rightpri(char op) //求右运算符的优先级, inop(char ch) //判断CH是否为运算符 , precede(char op1,char op2) //OP1和OP2运算符优先级的比较 , compvalue(char *postexp) //计算后缀表达式5(算法描述或流程图:#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#define maxop 50#define maxsize 50struct{ char ch;int pri;}lpri[]={{'=',0},{'(',1},{'*',5},{'/',5},{'+',3},{'-',3},{')',6}}, rpri[]={{'=',0},{'(',6},{'*',4},{'/',4},{'+',2},{'-',2},{')',1}};int leftpri(char op) //求左运算符的优先级{ int i;for(i=0;i<maxop;i++)if(lpri[i].ch==op)return lpri[i].pri;}int rightpri(char op) //求右运算符的优先级{ int i;for(i=0;i<maxop;i++)if(rpri[i].ch==op)return rpri[i].pri;}int inop(char ch) //判断CH是否为运算符{ if(ch=='('||ch==')'||ch=='+'||ch=='-'||ch=='*'||ch=='/') return true;elsereturn false;}int precede(char op1,char op2) //OP1和OP2运算符优先级的比较{ if(leftpri(op1)==rightpri(op2))return 0;else if (leftpri(op1)<rightpri(op2))return -1;elsereturn 1;}void trans(char *exp,char postexp[]){ struct{char data[maxsize]; //存放运算符int top; //栈指针}op; //定义一个运算符int i=0;op.top=-1;op.top++; //将=进栈op.data[op.top]='='; while(*exp!='\0') //EXP表达式没扫描完时循环{ if(!inop(* exp)) {while(* exp>='0'&& * exp<='9') //判断为数字{ postexp[i++]= * exp;exp++;}postexp[i++]='#'; //用#表示一个数值串结束 }elseswitch(precede(op.data[op.top], * exp)){case -1: //栈顶运算符的优先级低op.top++;op.data[op.top]= * exp;exp++;break;case 0:op.top--;exp++;break;case 1: //退栈并输出到POSTEXP中postexp[i++]=op.data[op.top];op.top--;break;}}while (op.data[op.top]!='='){ postexp[i++]=op.data[op.top];op.top--;}postexp[i]='\0';}float compvalue(char *postexp) //计算后缀表达式 { struct {float data[maxsize]; //存放数值int top;}st; //定义一个运算数栈 float d,a,b,c;st.top=-1;while(* postexp!='\0') //POSTEXP字符串未扫描时循环{ switch(*postexp) {case'+': //判定+a=st.data[st.top];st.top--; //退栈取数值Ab=st.data[st.top];st.top--; //退栈取数值,c=a+b; //计算Cst.top++;st.data[st.top]=c;break;case'-': //判断-a=st.data[st.top];st.top--; //退栈取Ab=st.data[st.top];st.top--; //退栈取Bc=b-a;st.top++;st.data[st.top]=c; //将计算结果进栈break;case'*':a=st.data[st.top];st.top--;b=st.data[st.top];st.top--;c=a*b;st.top++;st.data[st.top]=c;break;case'/':a=st.data[st.top];st.top--;b=st.data[st.top];st.top--;if(a!=0){ c=b/a;st.top++;st.data[st.top]=c;}else{printf("\n\t除零错误!\n");exit(0); //异常退出}break;default: //处理数字字符{ d=0;while(* postexp>='0'&& *postexp<='9') //判断为数字字符postexp++;}st.top++;st.data[st.top]=d;break;}postexp++; //继续处理其他字符)}return(st.data[st.top]); }void main(){ char exp[]="(50-20)/(4+2)";char postexp[maxsize];trans(exp,postexp);printf("中缀表达式:%s\n",exp);printf("后缀表达式:%s\n",postexp);printf("表达式的值:%g\n",compvalue(postexp)); }6(实验数据和实验结果:7(出现的问题及解决方法: 问题1:解决方法:修改宏定义,将maxop的值改小。

算术表达式的求解-数据结构课程设计报告

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算术表达式的求解-数据结构课程设计报告数据结构》课程设计报告书题目:算术表达式的求解系别:计算机科学与应用数据结构课程设计目录一、需求分析1、设计要求:本程序需要实现对算术表达式的求解功能,可以支持基本的四则运算,包括加、减、乘、除,同时还需要支持括号的使用。

2、设计构想:我们将使用栈来实现算术表达式的求解。

具体地,我们将把中缀表达式转换为后缀表达式,然后再利用栈来求解后缀表达式。

二、概要设计1、本程序包含的模块:本程序包含两个模块:中缀表达式转后缀表达式模块和后缀表达式求解模块。

三、详细设计1、定义栈结构我们定义一个栈结构,用来存储算术表达式中的运算符和操作数。

具体地,栈中的每个元素都包含两个属性:元素的值和元素的类型。

元素的值可以是一个数字或一个运算符,元素的类型可以是数字或运算符。

我们使用一个数组来实现栈的结构。

为了方便起见,我们还需要定义一些基本的栈操作,如入栈、出栈、判断栈是否为空等。

2、栈的基本操作栈是一种常见的数据结构,具有后进先出(LIFO)的特点。

栈的基本操作包括初始化栈、入栈、出栈、取栈顶元素和运算模块。

1) 初始化栈初始化栈是指将栈的各项属性设置为初始状态。

通常包括将栈顶指针设为-1,表示栈为空。

2) 入栈入栈是指将元素压入栈顶。

入栈操作需要将栈顶指针加1,并将元素存入栈顶位置。

3) 出栈出栈是指将栈顶元素弹出。

出栈操作需要将栈顶元素取出,并将栈顶指针减1.4) 取栈顶元素取栈顶元素是指获取栈顶元素的值,但不将其弹出。

取栈顶元素操作只需要返回栈顶元素的值即可。

5) 运算模块栈可以用于实现各种运算,例如中缀表达式的转换和计算、括号匹配等。

运算模块需要根据具体需求进行设计和实现。

3、判断运算符的优先级在进行中缀表达式的转换和计算时,需要判断运算符的优先级。

通常采用栈来实现这一功能。

具体实现方法是将运算符入栈,当遇到新的运算符时,将其与栈顶运算符进行比较,如果新运算符的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,直到新运算符可以入栈为止。

数据结构表达式求值实验报告

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实验报告课程名:数据结构(C语言版)实验名:表达式求值姓名:班级:学号:时间:2014.10.25一实验目的与要求1. 了解栈的应用2. 利用栈进行算术表达式求值二实验内容1.以字符串的形式给出一个算术表达式, 计算出该算术表达式的值。

2.表达式中可能出现”+”, ”−”, ”∗”, ”/”, ”(”, ”)”。

三实验结果与分析分析:r:读入字符t:栈顶字符r( ) # 低优先运算符高优先运算符( 入栈出栈错误入栈入栈) 错误错误错误错误错误t # 入栈错误结束入栈入栈低优先运算符入栈出栈+运算出栈+计算出栈+计算入栈高优先运算符入栈出栈+运算出栈+计算出栈+计算出栈+计算1, 入栈2, 错误3, 出栈4, 出栈+计算5, 结束( ) # 低优先运算符高优先运算符( 1 3 2 1 1) 2 2 2 2 2# 1 2 5 1 1低优先运算符 1 4 4 4 1高优先运算符 1 4 4 4 4此实验可用两个栈和数组来实现,一个操作栈,一个数字栈,两个栈的字符进行优先权比较可得到5种结果。

首先置操作栈为空栈,表达式起始符“#”作为数字栈的栈底元素,依次读入表达式的每个字符,若是操作字符进操作栈,若是数字进数字栈,操作栈和数字栈的栈顶元素比较优先权后进行相应操作,直至结束,最后输出值即可。

实验程序:#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<string.h>int change(char c)//字符转换{int j=-1;switch(c){case '(':j=0;break;case ')':j=1;break;case '#':j=2;break;case '+':j=3;break;case '-':j=3;break;case '*':j=4;break;case '/':j=4;break;}return(j);}int compu(int x,int y,char c)//数字计算转换{int j=-1;switch(c){case '+':j=x+y;break;case '-':j=x-y;break;case '*':j=x*y;break;case '/':j=x/y;break;}return(j);}void get(char a[],int num_op,int method[5][5]){int a_length=strlen(a)+1;//表达式的长度int p=0,num_p=0,op_p=0;int *num_s=(int *)malloc((a_length)*sizeof(int));// char *op_s=(char *)malloc((a_length)*sizeof(int));// op_s[op_p]='#';op_p++;//进字符栈int k=-1;//输出结果判断int ox,oy;while(1){char c=a[p];//将表达式中的字符一个一个赋值给cif(c>='0'&&c<='9')//判断是不是数字{num_s[num_p]=c-48;//将Ascll码转换成对应数字num_p++;//进数字栈p++;//代表表达式的位置开始为0指向第一位}else{int t=method[change(op_s[op_p-1])][change(c)];//将5种操作的一种传给tswitch(t){case 1:op_s[op_p]=c;op_p++;p++;break;case 2:k=0;break;case 3:op_p--;p++;break;case 4:ox=num_s[num_p-2];oy=num_s[num_p-1];num_p=num_p-2;num_s[num_p]=compu(ox,oy,op_s[op_p-1]);//将计算的值存入num_s[]num_p++;//入数字栈op_p--;break;case 5:k=1;break;}}if(k>=0)//跳出循环{break;}}switch(k)//0错误,1输出结果{case 0:printf("表达式错误!");break;case 1:printf("%s=%d\n",a,num_s[num_p-1]);break;}}int main(int argc,char *argv[]){ char a[20];puts("请输入个位数的表达式:");gets(a);int num_op=5;//表示操作的种数int method[5][5]={{1,3,2,1,1},{2,2,2,2,2},{1,2,5,1,1},{1,4,4,4,1},{1,4,4,4,4}};//1表示入栈,2表示错误,//3表示出栈,4表示出栈+计算,//5表示结束get(a,num_op,method);return 0;}图1.表达式求值运行结果。

算术表达式的求解-数据结构课程设计报告

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《数据结构》课程设计报告书题目:算术表达式的求解系别:计算机科学与应用目录一、需求分析 (3)1、设计要求: (3)2、设计构想: (3)二、概要设计 (4)1、本程序包含的模块: (4)三、详细设计 (4)1、定义栈结构 (5)2、栈的基本操作 (5)(1)初始化栈 (5)(2)入栈 (5)(3)出栈 (6)(4)取栈顶元素 (6)(5)运算模块 (6)3、判断运算符的优先级 (7)4、运算函数 (8)(1) 基础运算函数: (8)(2)运算函数 (9)(3)主程序模块 (12)四、调试分析 (12)1、测试结果 (12)2、程序时间复杂度为O(n); (13)3、设计中出现的问题: (13)4、算法改进: (14)五、课程设计总结 (15)课程设计报告一、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{int *top;//栈顶元素int *base; //栈底元素int stacksize;//栈的大小};2、栈的基本操作(1)初始化栈int initstack(struct Sqstack &s){s.base=(int *)malloc(stack_size*sizeof(int));if(!s.base)return OVERFLOW;s.top=s.base;s.stacksize=stack_size;return OK;}(2)入栈int push(struct Sqstack &s,int e){if(s.top-s.base>=s.stacksize){s.base=(int*)realloc(s.base,(s.stacksize+stack_increasement)*sizeof(int));if(!(s.base))return OVERFLOW;s.top=s.base+s.stacksize;s.stacksize+=stack_increasement;}* s.top++=e;return OK;}(3)出栈int pop(struct Sqstack &s){int e;if(s.top==s.base)return ERROR;e=*--s.top;return e;}(4)取栈顶元素int gettop(struct Sqstack &s){int e;if(s.top==s.base)return ERROR;e=*(s.top-1);return e;}(5)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;}3、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。

算法与及数据结构实验报告

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算法与及数据结构实验报告算法与数据结构实验报告一、实验目的本次算法与数据结构实验的主要目的是通过实际操作和编程实现,深入理解和掌握常见算法和数据结构的基本原理、特性和应用,提高我们解决实际问题的能力和编程技巧。

二、实验环境本次实验使用的编程语言为 Python,开发环境为 PyCharm。

同时,为了进行算法性能的分析和比较,使用了 Python 的 time 模块来计算程序的运行时间。

三、实验内容1、线性表的实现与操作顺序表的实现:使用数组来实现顺序表,并实现了插入、删除、查找等基本操作。

链表的实现:通过创建节点类来实现链表,包括单向链表和双向链表,并完成了相应的操作。

2、栈和队列的应用栈的实现与应用:用数组或链表实现栈结构,解决了表达式求值、括号匹配等问题。

队列的实现与应用:实现了顺序队列和循环队列,用于模拟排队系统等场景。

3、树结构的探索二叉树的创建与遍历:实现了二叉树的先序、中序和后序遍历算法,并对其时间复杂度进行了分析。

二叉搜索树的操作:构建二叉搜索树,实现了插入、删除、查找等操作。

4、图的表示与遍历邻接矩阵和邻接表表示图:分别用邻接矩阵和邻接表来存储图的结构,并对两种表示方法的优缺点进行了比较。

图的深度优先遍历和广度优先遍历:实现了两种遍历算法,并应用于解决路径查找等问题。

5、排序算法的比较插入排序、冒泡排序、选择排序:实现了这三种简单排序算法,并对不同规模的数据进行排序,比较它们的性能。

快速排序、归并排序:深入理解并实现了这两种高效的排序算法,通过实验分析其在不同情况下的表现。

6、查找算法的实践顺序查找、二分查找:实现了这两种基本的查找算法,并比较它们在有序和无序数据中的查找效率。

四、实验步骤及结果分析1、线性表的实现与操作顺序表:在实现顺序表的插入操作时,如果插入位置在表的末尾或中间,需要移动后续元素以腾出空间。

删除操作同理,需要移动被删除元素后面的元素。

在查找操作中,通过遍历数组即可完成。

算术表达式实验报告

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课程设计报告课程名称___数据结构课程设计______ 题目算术表达式求值指导教师刘城霞、蔡英设计起止日期2010-4-6至2010-04-12系别_______ 计算机学院_____ __专业____ 计算机科学与技术__ __班级/学号_J计科0702班/2007010631_学生姓名______ 王自平 ____成绩_______________________实验三算术表达式求值一、需求分析对于基本的算术表达式,以字符序列的形式从终端进行输入,要求语法正确的,不含变量,按照算术运算优先级顺序,实现基本算术表达式的运算过程。

(1)输入:输入一个算术表达式,以#结束(2)输出:输出数据栈栈顶元素和最后表达式的运算结果(3)程序功能:完成包含加、减、乘、除运算,包含括号的基本整数表达式的运算,可实现动态的输入,实时的输出。

(4)测试数据:3*(7-2)和自选数据二、概要设计(1)数据结构为实现运算符优先算法,可以使用两个工作栈,一个为OPTR,用以寄存运算符;一个为OPND,用以寄存操作数和运算结果。

(2)使用算法的基本思想是:首先置操作数栈为空,表达式起始符“#”为运算符的栈底元素;1>依次读入表达式中每个字符,若是操作数则进OPND栈,若是运算符则和OPTR栈的栈顶运算符比较优先权后做相应操作,直至整个表达式求值完毕(即OPTR栈的栈顶运算符和当前读入的字符均为“#”)。

2>此算法是根据优先级的顺序,对数字进行四则运算。

核心算法可简单描述为a)初始化OPTR栈,将#压入栈。

b)初始化OPND栈,从键盘获得字符。

c)当表达式未结束或栈顶元素不为#时,如果获得是数字先不压栈,把数字串转化成十进制数字再压栈,然后输出OPND栈顶元素。

d)如果获得的是运算符且优先级小于OPTR栈顶运算符,则进栈。

获取下一字符e)如果获得的是运算符且优先级等于OPTR栈顶运算符,消去括号。

f)如果获得的是运算符且优先级大于OPTR栈顶运算符,则运算符出栈,数据栈栈顶元素出栈,输出数据栈栈顶元素,然后数据栈栈顶元素出栈,计算数据栈中两数据的运算结果,将其结果压入数据栈,输出数据栈栈顶元素。

算术表达式求值-数据结构实验报告

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课程设计报告(20 -20 学年第学期)报告题目:算术表达式求值课程名称:数据结构任课教员:专业:学号:姓名:二0一年月日摘要:现代科学技术高速发展,各种高科技产品频频问世,而各种技术的基础都离不开基本的表达式求值,它虽然简单,但却是任何复杂系统的基本执行操作。

栈是一种重要的线性结构,从数据结构的角度看,它是一种特殊的线性表,具有先入先出的特点。

而算符优先法的设计恰巧符合先入先出的思想。

故我们基于栈这种数据结构,利用算符优先法,来实现简单算术表达式的求值。

关键字:算符优先法;算术表达式;数据结构;栈一、课题概述1、问题描述一个算术表达式是由运算数、运算符、界限符组成。

假设操作数是正整数,运算符只含有加“+”、减“-”、乘“*”、除“/”四种二元运算符,界限符有左括号“(”、右括号“)”和表达式起始、结束符“#”。

利用算符优先法对算术表达式求值。

2、设计目的(1)通过该算法的设计思想,熟悉栈的特点和应用方法;(2)通过对算符优先法对算术表达式求值的算法执行过程的演示,理解在执行相应栈的操作时的变化过程。

(3)通过程序设计,进一步熟悉栈的基本运算函数;(4)通过自己动手实现算法,加强从伪码算法到C语言程序的实现能力。

3、基本要求:(1)使用栈的顺序存储表示方式;(2)使用算符优先法;(3)用C语言实现;(4)从键盘输入一个符合要求的算术表达式,输出正确的结果。

4、编程实现平台Microsoft Visual C++ 6.0二、设计思路及采取方案1、设计思路:为了实现算符优先法,可以使用两个工作栈。

一个称做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。

算法的基本思想是:(1)首先置操作数栈为空栈,表达式起始符“#”作为运算符栈的栈底元素; (2)依次读入表达式中每个字符,若是操作数则进入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“#”)。

表达式求值实验报告

表达式求值实验报告

表达式求值实验报告西南大学数据结构实验报告学院:专业:班级:姓名:学号:实验报告一、实验题目:表达式表达式二、实验目的和建议:目的:(1)通过该算法的设计思想,熟识栈的特点和应用领域方法;(2)通过对波函数优先法对算术表达式表达式的算法继续执行过程的模拟,认知在继续执行适当栈的操作方式时的变化过程。

(3)通过程序设计,进一步熟识栈的基本运算函数;(4)通过自己动手同时实现算法,强化从伪码算法至c语言程序的同时实现能力。

建议:(1)采用栈的顺序存储则表示方式;(2)采用波函数优先法;(3)用c语言同时实现;(4)从键盘输入一个符合要求的算术表达式,输入恰当的结果。

三、实验过程:#include#include#include#include#include#include#include#include#include#inclu de#include//函数结果状态代码#definetrue1#definefalse0#defineok1#defineerror0#defineinfeasible-1typedefintstatus;//status就是函数的类型,其值就是函数结果状态代码,如ok等typedefintelemtype;constintstack_init_size=100;constintstackincrement=10;typed efstruct{elemtype*base;elemtype*top;intstacksize;}stack;statusinitstack(stack&s){//构造一个空栈ss.base=(elemtype*)malloc(stack_init_size*sizeof(elemtype));if(!s.base)exit(er ror);s.top=s.base;s.stacksize=stack_init_size;returnok;}statuspush(stack&s,ele mtypee){//插入元素e为新的栈顶元素if(s.top-s.base>=s.stacksize){s.base=(elemtype*)realloc(s.base,(s.stacksize+stackincrem ent)*sizeof(elemtype));if(!s.base)exit(overflow);s.top=s.base+s.stacksize;s.st acksize+=stackincrement;}*s.top++=e;returnok;}statuspop(stack&s,elemtype&e){//若栈不空,则删除,用e返回其值,并返回ok;否则返回errorif(s.top==s.base)returnerror;e=*--s.top;returnok;}statusgettop(stack&s){//若栈不空,用e返回s的栈顶元素,并返回ok;否则返回errorif(s.top==s.base)returnerror;return*(s.top-1);}operate.h:#include\statusin(charc){//辨别c与否为运算符if(c=='+'||c=='-'||c=='*'||c=='/'||c=='('||c==')'||c=='#')returnok;elsereturnerror;}statusoper ate(inta,charc,intb){//二元运算switch(c){case'+':returna+b;break;case'-':returna-b;break;case'*':returna*b;break;case'/':if(b==0){printf(\(提示信息:存有除数为零错误)\\n\);returnerror;}//除数无法为零elsereturna/b;break;}}charprecede(chara,charb){//波函数间优先关系switch(a){case'+':switch(b){case'+':return'>';break;case'-':return'>';break;case'*':return'';break;case'#':return'>';break;}break;case'-':switch(b){case'+':return'>';break;case'-':return'>';break;case'*':return'';break;case'#':return'>';break;}break;case'*':switch(b){case'+':return'>';break;case'-':return'>';break;case'*':return'>';break;case'/':return'>';break;case'(':return'';break;case'#':return'>';break;}break;case'/':switch(b){case'+':return'>'; break;case'-':return'>';break;case'*':return'>';break;case'/':return'>';break;case'(':return'';break;case'#':return'>';break;}break;case'(':switch(b){case'+':return'';b reak;case'-':return'>';break;case'*':return'>';break;case'/':return'>';break;case')':return'>';break;case'#':return'>';break;}break;case'#':switch(b)。

《数据结构课程设计》表达式求值实验报告

《数据结构课程设计》表达式求值实验报告

实验课程名称专业班级学生姓名学号指导教师20 至 20 学年第学期第至周算术表达式求值演示一、概述数据结构课程设计.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。

二、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。

(要注意输入时格式.否者可能会引起一些错误)5. 测试数据。

三、概要设计一个算术表达式中除了括号、界限符外.还包括运算数据和运算符。

由于运算符有优先级别之差.所以一个表达式的运算不可能总是从左至右的循序执行。

每次操作的数据或运算符都是最近输入的.这与栈的特性相吻合.故本课程设计借助栈来实现按运算符的优先级完成表达式的求值计算。

数据结构表达式求值实验报告

数据结构表达式求值实验报告

数据结构表达式求值实验报告数据结构表达式求值实验报告⒈引言本实验旨在研究和实现数据结构中表达式求值的算法。

表达式求值是计算机科学中常见的问题,对于计算机程序的正确性和性能具有重要影响。

本报告将详细介绍实验设计、实验步骤、实验结果及分析,并对实验过程中遇到的问题进行讨论。

⒉实验设计⑴实验目的本实验的目的是实现一个可以对常见的算术表达式进行求值的算法,包括支持基本的加减乘除运算符和括号。

⑵实验环境●操作系统:Windows 10●开发语言:C++●开发工具:Visual Studio 2019⑶数据结构设计为了实现表达式求值的算法,我们需要设计适当的数据结构来存储和处理表达式。

本实验中,我们选择使用栈来实现表达式求值。

●表达式栈:用于存储操作数和运算符。

●运算符栈:用于存储运算符。

⑷算法设计表达式求值的算法可以分为以下几个步骤:●遍历表达式,逐个处理操作数和运算符:●如果是操作数,入表达式栈。

●如果是运算符,与运算符栈栈顶元素进行比较,根据优先级决定如何处理。

●当表达式遍历完成后,依次处理剩余的运算符。

●最终表达式栈中的元素即为求值结果。

⒊实验步骤⑴数据结构实现根据设计,我们首先实现表达式栈和运算符栈的数据结构,包括入栈、出栈等操作。

⑵表达式输入与预处理用户输入待求值的表达式,进行预处理,去除空格、验证表达式的合法性等。

⑶表达式求值算法实现根据前述的算法设计,实现表达式求值的算法,利用表达式栈和运算符栈来处理表达式。

⑷测试与结果分析对于不同的测试用例,进行表达式求值的测试,并分析结果的正确性和性能。

⒋实验结果与分析经过实验测试,我们得到了表达式求值的结果。

结果显示,我们的算法能够正确地求得表达式的值,而且性能良好。

⒌讨论与总结在实验过程中,我们遇到了一些问题,并进行了讨论和解决。

通过这个实验,我们更加深入地理解了表达式求值的算法,并对数据结构的应用有了更清晰的认识。

附件:无法律名词及注释:●无。

数据结构课程实践报告模板-表达式计算

数据结构课程实践报告模板-表达式计算

表达式计算1、问题描述与分析算数表达式一般都写成中缀形式,即运算符总是出现在两个操作数之间(单目运算符除外),称为中缀表达式。

编译系统对中缀表达式的处理方法是先把它转换为后缀表达式。

在后缀表达式中,运算符位于两个操作数的后面,并且没有括号,其运算符次序就是其执行计算的次序。

后缀表达式计算过程的规则非常简单:从左到右依次扫描,当读到运算符时,就对该运算符前面的两个操作数执行相应的运算,直至得到表达式的结果。

本程序主要模拟编译系统计算中缀表达式的过程,先将中缀表达式转换成相应的后缀表达式,再根据后缀表达式计算出表达式的值。

这个问题的解决主要是栈的一个应用。

因为本程序仅是模拟,没有判断输入的中缀表达式是否合法,容错性不强,另外也仅能对一位数的中缀表达式进行转换和计算,功能上还有许多局限性,本程序处理的中缀表达式中仅允许出现六种运算符,且都是双目运算符。

2、数据结构设计和基本算法设计方法的选择2.1 中缀表达式转换成后缀表达式为完成中缀表达式转换成相应的后缀表达式,设计了infix2postfix类。

为了方便用户使用,它只有4个接口函数,包括两个构造函数,一个设置中缀表达式的函数setInfixExp 和一个返回后缀表达式的函数postfixExp。

所有表达式均采用string来存储,运算符用堆栈来临时存储,并用map的数据结构来定义优先级。

下面给出了infix2posfix类的声明和部分定义。

class infix2postfix{public:infix2postfix(){};infix2postfix(const string& infixExp):infix(infixExp){};void setInfixExp(const string& infixExp){infix=infixExp;};string postfixExp();private:string infix; //用于转换的中缀表达式string postfix; //后缀表达式stack<string> stk;//用于存储运算符的堆栈map<string,int> oper_prio;//用于存储运算符的优先级void set_priority();//设置运算符('+','-','*','/','%','^')的优先级};中缀表达式转换成后缀表达式功能的实现是栈的一个典型应用,主要应用栈的“后进先出”的特性及预先设计好的运算符优先级。

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

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。

数据结构实验报告-3-求解算术表达式

数据结构实验报告-3-求解算术表达式

实验3 利用栈实现算术表达式求值一、实验目的1、帮助读者复习C语言程序设计中的知识。

2、熟悉栈的逻辑结构。

3、了解算术表达式计算的逻辑过程。

4、熟悉算术表达式计算过程中优先级的运算方法。

5、了解中缀表达式和后缀表达式的区别。

二、实验内容[问题描述]1.实验目标:利用栈的特性,实现算术表达式的运算,了解算术运算的逻辑,掌握栈的特性。

2.中缀表达式与后缀表达式的含义中缀表达式就是通常所说的算术表达式,比如(1+2)*3-4。

后缀表达式是指通过解析后,运算符在运算数之后的表达式,比如上式解析成后缀表达式就是12+3*4-。

这种表达式可以直接利用栈来求解。

[基本要求](1)利用栈实现后缀表达式的计算;(2)利用栈实现中缀表达式到后缀表达式的转换。

(可选)基于程序易于设计的考虑,我们仅需要实现一位数值(0-9)的+,-,*,/,()等运算。

三、设计思路四、源代码#include<stdio.h>#include<string.h>#include<stdlib.h>#define max 100typedef struct{float data[max];int top;}seqstack;void InitStack(seqstack *s);int StackEmpty(seqstack *s);int StackFull(seqstack *s);void Push(seqstack *s,char x);int Pop(seqstack *s);float ComputeExpress(char a[]);void main(){char a[max],b[max];float f;printf("请输入一个后缀表达式:\n");gets(a);printf("后缀表达式为:%s\n",a);f=ComputeExpress(b);printf("计算结果为:%f\n",f);}void InitStack(seqstack *s){s->top=-1;}int StackEmpty(seqstack *s){return s->top==-1;}int StackFull(seqstack *s){return s->top==max-1;}void Push(seqstack *s,char x){if(StackFull(s))printf("overflow");s->data[++s->top]=x;}int Pop(seqstack *s){if(StackEmpty(s))printf("underflow");return s->data[s->top--];}float ComputeExpress(char a[]){seqstack s;int i=0;float x1,x2,value;float result;s.top=-1;while(a[i]!='\0'){if(a[i]!=' '&&a[i]>='0'&&a[i]<='9'){value=0;while(a[i]!=' '){value=10*value+a[i]-'0';i++;}s.top++;s.data[s.top]=value;}else{switch(a[i]){case'+':x1=s.data[s.top];s.top--;x2=s.data[s.top];s.top--;result=x1+x2;s.top++;s.data[s.top]=result;break;case'-':x1=s.data[s.top];s.top--;x2=s.data[s.top];s.top--;result=x2-x1;s.top++;s.data[s.top]=result;break;case'*':x1=s.data[s.top];s.top--;x2=s.data[s.top];s.top--;result=x1*x2;s.top++;s.data[s.top]=result;break;case'/':x1=s.data[s.top];s.top--;x2=s.data[s.top];s.top--;result=x2/x1;s.top++;s.data[s.top]=result;break;}i++;}}if(s.top!=-1)result=s.data[s.top];s.top--;if(s.top==-1)return result;else{printf("表达式错误");exit(-1);}}五、测试结果六、心得体会这次实验我只做了利用栈实现后缀表达式的计算熟悉栈的逻辑结构,同时了解算术表达式计算的逻辑过程。

算术表达式求值数据结构实验报告

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

数据结构表达式求值实验报告

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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--数据结构实验报告

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实验报告课程名称:数据结构与算法课程类型:必修实验项目名称:线性表及应用实验题目:表达式中缀转后缀并求值班级:0903301学号:17姓名:李清掌握线性表的使用,能用栈将中缀表达式转换成后缀表达式并求值。

二、实验要求及实验环境实验要求:1、使用栈来进行操作2、能输出后缀表达式3、正确求出表达式的值并输出该值实验环境:NetBeans IDE / win 7系统三、设计思想(本程序中的用到的所有数据类型的定义,主程序的流程图及各程序模块之间的调用关系,自己扩展内容的等)主要数据类型:queue <char> A 存储原来算术表达式stack <char> B存储转换成的后缀表达式stack <char> B1 临时存储后缀表达式(B)stack <char> C 表达式转化过程使用的过度栈,存储操作符stack <int> S 存储数字(包括输入和计算过程中的数)char ch,QQint d1,d2,d3Transition函数流程图:Value函数的流程图:文档收集自网络,仅用于个人学习注:在value 函数中还可以判定除数是否为0,为0则输出"0 can'tbe a divisor!",并终止程序。

四、测试结果B 弹栈判断数字字符运算符求出其数值并存入S 栈中从S 栈中取出栈顶的两个数,进行相应的运算,并把结果存入S 中B 空返回S 的栈顶元素判断B 不空由测试结果可知,基本完成了实验要求。

五、系统不足与经验体会1、该程序只能运算整数,也不能处理输入的负数2、不能处理非法输入3、几种线性表(队列、栈、数组、链表)从根本上说可以实现同一个功能,只是难易程度的问题,熟悉各线性表的特点有助于快速选择简单的方法。

4、第一次实验,代码比较乱,可能有些重复的地方六、附录:源代码(带注释)#include<iostream>#include <string>#include <stack>#include <queue>using namespace std;void transition(queue <char> &A, stack <char> &B) //将中缀表达式转换成后缀表达式{stack <char> C; //表达式转化过程使用的过度栈char ch;while(!()){ch = (); ();if(ch >= '0' && ch <= '9') //判断数字{(ch); //压栈while(!() && () >= '0' && () <= '9'){()); //其它位依次入栈至该数字结束();}(' '); //用空格表示一个数字的结束}else if(ch == '(') (ch) ;//判断为左括号else if(ch == ')') //判断为右括号,把上一个左括号之前的所有操作符弹出存入B中,再弹出左括号{while () != '('){());();}();}else if(ch == '+' || ch == '-')//判断为加减号,把上一个左括号之前的所有操作符弹出存入B中,再把+,-存入C中{while(!() && () != '('){());();}(ch);}else if (ch == '*' || ch == '/') //判断为乘除号,弹出前面紧邻的*,/,再把这个*或/存入C中{while() == '*' || () == '/'){());();}(ch);}}while (!())//将C栈中所有运算符依次弹出存入B栈中{());();}//下面是将B倒序while(!()){());();}while(!()){());();}return ;}int value(stack <char> &B) //后缀表达式求值{int d1,d2,d3;stack <int> S;char ch;while(!()){ch = ();();if(ch >= '0'&&ch <= '9')//将数字字符转换成数字 {d1 = 0;while(ch != ' '){d1 = 10*d1 + ch - '0';//求出一个数字的数值 ch = (); ();}(d1);}else{d2 = (); ();d3 = (); ();switch(ch) //运算符操作{case'+':( d3+d2 );break;case'-':( d3-d2 );break;case'*':( d3*d2 );break;case'/':if(d2 != 0){( d3/d2 );}else //0不能做除数{cout << "0 can't be a divisor!" << endl;exit(0);}break;}}}return ();}int main(){char QQ;queue <char> A; //存储原来算术表达式stack <char> B,B1; //存储转换成的后缀表达式 cout << "Please input your expession:" << endl; while( QQ != '\n'){QQ = getchar();(QQ);};transition(A,B);//前缀表达式转换成后缀表达式cout << "The pofix expession is:" << endl;while(!()){cout << ();());();//将B栈数据转移到B1}cout << endl ;while(!())//数据返还给B{());();}cout << "Value:" << endl << value(B) << endl; return 0;}。

数据结构实验报告

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课程设计实验报告实验名称:表达式类型的实现编译环境:硬件:PC软件:VS2010问题描述一个表达式和一棵二叉树之间,存在着自然的对应关系。

写一个程序,实现基于二叉树表示的算术表达式Expression 的操作。

基本要求假设算术表达式 Expression可以含有变量(a〜z)、常量(0~9)和二元运算符(+,-,*, / , A (乘幕))。

实现以下操作。

( 1) ReadExpr(E) ——以字符序列的形式输入语法正确的前缀表示式并构造表达式E。

( 2) WriteExpr(E) ——用带括弧的前缀表示式输出表达式E。

(3) Assign(V , c)――实现对变量 V的赋值(V=c),变量的初值为 0。

( 4) Value(E) ——对算术表达式 E 求值。

(5) CompoundExpr(P, E1, E2)——构造一个新的复合表达式(E1)P(E2)。

选作内容:(1)增加常数合并操作 MergeConst(E) -------- 合并表达式中E的所有常数运算。

例如:表达式 E=2+2*1-A 进行合并常数的操作后,求得 E=4-A( 2)以表达式的原书写形式输入需求分析1.以字符序列的形式输入语法正确的中缀表示式并构造表达式E。

即要根据正确的前缀式建立一棵二叉树 T。

2 •用带括弧的前缀表达式输出表达式E。

即要求在前缀遍历二叉树的时候考虑运算符的优先级,在适当的位置输出括弧。

3.实现对变量 V的赋值(V= c),变量的初值为0。

那就在中缀遍历二叉树的过程中比较结点的值是否为V,找到V 以后将c赋给V。

4.对算术表达式 E 求值。

如果表达式中有变量的话,首先提示用户表达式中变量,建议先执行操作3 (实现对变量 V赋值),执行完后再回来执行表达式求值这一步骤。

表达式求值利用递归,如果某个结点的值为运算符并且它的左右孩子结点的值为数据,那么就把(左孩子)(运算符)(右孩子)的结果赋给该结点。

一层一层往上,最后只剩下一个根结点。

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哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院实验报告课程名称:数据结构与算法课程类型:必修实验项目名称:线性表及应用实验题目:表达式中缀转后缀并求值班级:0903301学号:1090330117姓名:李清设计成绩报告成绩指导老师一、实验目的掌握线性表的使用,能用栈将中缀表达式转换成后缀表达式并求值。

二、实验要求及实验环境实验要求:1、使用栈来进行操作2、能输出后缀表达式3、正确求出表达式的值并输出该值实验环境:NetBeans IDE 6.7.1 / win 7系统三、设计思想(本程序中的用到的所有数据类型的定义,主程序的流程图及各程序模块之间的调用关系,自己扩展内容的等)文档收集自网络,仅用于个人学习主要数据类型:queue <char> A 存储原来算术表达式stack <char> B 存储转换成的后缀表达式 stack <char> B1 临时存储后缀表达式(B )stack <char> C表达式转化过程使用的过度栈,存储操作符stack <int> S 存储数字(包括输入和计算过程中的数)char ch ,QQint d1,d2,d3 主程序流程图:文档收集自网络,仅用于个人学习输入中缀表将中缀表达式转换成后缀表达式Transition 函数后缀表达式求值Value 函数结束输出表达式的值输出后缀表达式开始Transition 函数流程图:文档收集自网络,仅用于个人学习Value 函数的流程图:乘除号把上一个左括号之前的所有操作符弹出存入B 中,再把+,-存入C 中弹出前面紧邻的*、/,再把这个*或/存入C 中数字存入B 栈中,用空格表示一个数值的结束判断A 不空A 空将C 栈中所有运算符依次弹出存入B 栈中队列A.front判断左括号右括号加减号存入C 栈中把上一个左括号之前的所有操作符弹出存入B 中,再弹出左括号文档收集自网络,仅用于个人学习注:在value 函数中还可以判定除数是否为0,为0则输出"0 can'tbe a divisor!",并终止程序。

文档收集自网络,仅用于个人学习四、测试结果B 弹栈判断数字字符运算符求出其数值并存入S 栈中从S 栈中取出栈顶的两个数,进行相应的运算,并把结果存入S 中B 空返回S 的栈顶元素判断B 不空由测试结果可知,基本完成了实验要求。

五、系统不足与经验体会1、该程序只能运算整数,也不能处理输入的负数2、不能处理非法输入3、几种线性表(队列、栈、数组、链表)从根本上说可以实现同一个功能,只是难易程度的问题,熟悉各线性表的特点有助于快速选择简单的方法。

文档收集自网络,仅用于个人学习4、第一次实验,代码比较乱,可能有些重复的地方六、附录:源代码(带注释)#include<iostream>#include <string>#include <stack>#include <queue>using namespace std;void transition(queue <char> &A, stack <char> &B) //将中缀表达式转换成后缀表达式文档收集自网络,仅用于个人学习{stack <char> C; //表达式转化过程使用的过度栈char ch;while(!A.empty()){ch = A.front(); A.pop();if(ch >= '0' && ch <= '9') //判断数字{B.push(ch); //压栈while(!A.empty() && A.front() >= '0' && A.front() <= '9')文档收集自网络,仅用于个人学习{B.push(A.front()); //其它位依次入栈至该数字结束A.pop();}B.push(' '); //用空格表示一个数字的结束}else if(ch == '(') C.push(ch) ;//判断为左括号else if(ch == ')') //判断为右括号,把上一个左括号之前的所有操作符弹出存入B中,再弹出左括号文档收集自网络,仅用于个人学习{while (C.top() != '('){B.push(C.top());C.pop();}C.pop();}else if(ch == '+' || ch == '-')//判断为加减号,把上一个左括号之前的所有操作符弹出存入B中,再把+,-存入C中文档收集自网络,仅用于个人学习{while(!C.empty() && C.top() != '('){B.push(C.top());C.pop();}C.push(ch);}else if (ch == '*' || ch == '/') //判断为乘除号,弹出前面紧邻的*,/,再把这个*或/存入C中文档收集自网络,仅用于个人学习{while(C.top() == '*' || C.top() == '/'){B.push(C.top());C.pop();}C.push(ch);}}while (!C.empty())//将C栈中所有运算符依次弹出存入B栈中{B.push(C.top());C.pop();}//下面是将B倒序while(!B.empty()){A.push(B.top());B.pop();}while(!A.empty()){B.push(A.front());A.pop();}return ;}int value(stack <char> &B) //后缀表达式求值{int d1,d2,d3;stack <int> S;char ch;while(!B.empty()){ch = B.top();B.pop();if(ch >= '0'&&ch <= '9')//将数字字符转换成数字 {d1 = 0;while(ch != ' '){d1 = 10*d1 + ch - '0';//求出一个数字的数值 ch = B.top(); B.pop();}S.push(d1);}else{d2 = S.top(); S.pop();d3 = S.top(); S.pop();switch(ch) //运算符操作{case'+':S.push( d3+d2 );break;case'-':S.push( d3-d2 );break;case'*':S.push( d3*d2 );break;case'/':if(d2 != 0){S.push( d3/d2 );}else //0不能做除数{cout << "0 can't be a divisor!" << endl;exit(0);}break;}}}return S.top();}int main(){char QQ;queue <char> A; //存储原来算术表达式stack <char> B,B1; //存储转换成的后缀表达式cout << "Please input your expession:" << endl;while( QQ != '\n'){QQ = getchar();A.push(QQ);};transition(A,B);//前缀表达式转换成后缀表达式cout << "The pofix expession is:" << endl;while(!B.empty()){cout << B.top();B1.push(B.top());B.pop();//将B栈数据转移到B1 }cout << endl ;while(!B1.empty())//数据返还给B{B.push(B1.top());B1.pop();}cout << "Value:" << endl << value(B) << endl;return 0;}。

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