数据结构C语言表达式求值(带详细注释)

/*表达式求值，输入一个表达式，如1+2*3#，程序可计算出结果为7 支持以下符号：+ - * / ( ) ^ .可以计算整数、小数其中^表示次方，2^5表示2的5次方*//*头文件*/#include <stdio.h>#include <malloc.h>#include <string.h>#include <math.h>#include <stdlib.h>/*宏定义*/#define INIT_STACK_SIZE 100#define SET_NUM 8#define N 100/*字符优先级表*/unsigned char prior[SET_NUM][SET_NUM] ={/* '+' '-' '*' '/' '(' ')' '#' '^' *//*'+'*/'>', '>', '<', '<', '<', '>', '>', '<',/*'-'*/'>', '>', '<', '<', '<', '>', '>', '<',/*'*'*/'>', '>', '>', '>', '<', '>', '>', '<',/*'/'*/'>', '>', '>', '>', '<', '>', '>', '<',/*'('*/'<', '<', '<', '<', '<', '=', ' ', '<',/*')'*/'>', '>', '>', '>', ' ', '>', '>', '>',/*'#'*/'<', '<', '<', '<', '<', ' ', '=', '<',/*'^'*/'>', '>', '>', '>', '<', '>', '>', '>'};unsigned char priorSet[SET_NUM] = {'+', '-', '*', '/', '(', ')', '#', '^'};/*结构体定义，这是用来存放字符的栈*/typedef struct{char *base;char *top;int stacksize;} SqStackC;/*结构体定义，这是用来存放数字的栈*/typedef struct{double *base;double *top;int stacksize;} SqStackN;void initStackN(SqStackN &);void initStackC(SqStackC &);void pushN(SqStackN &, double);void pushC(SqStackN &, double);void popN(SqStackN &, double &);void popC(SqStackN &, double &);double calculate(double, char, double);int findInSet(char);char compare(char, char);void getSolution();/*主函数*/void main(){getSolution();}/*初始化数字栈*/void initStackN(SqStackN &S){S.base = (double*) malloc(INIT_STACK_SIZE * sizeof(double));S.top = S.base;S.stacksize = INIT_STACK_SIZE;}/*初始化字符栈*/void initStackC(SqStackC &S){S.base = (char*) malloc(INIT_STACK_SIZE * sizeof(char));S.top = S.base;S.stacksize = INIT_STACK_SIZE;}/*向数字栈中存放数字*/void pushN(SqStackN &S, double x){if (S.top-S.base >= S.stacksize)*(S.top++) = x;}/*向字符栈中存放字符*/void pushC(SqStackC &S, char x){if (S.top - S.base >= S.stacksize)return;*(S.top++) = x;}/*从数字栈中取出数字*/void popN(SqStackN &S, double &x){if (S.top==S.base)return;x = *(--S.top);}/*从字符栈中取出字符*/void popC(SqStackC &S, char &x){if (S.top == S.base)return;x = *(--S.top);}/*这个函数返回a operation b的值。

假如operation为'+'，则返回a+b的值*/ double calculate(double a, char operation, double b){/*判断operation，返回对应的计算结果*/switch (operation) {case '+':return a + b;case '-':return b - a;case '*':return a * b;case '/':return b / a;case '^':return pow(b, a);default:}}/*查找字符c在priorSet中的什么位置*//*priorSet是所支持的所有字符的集合*/int findInSet(char c){int i;for (i = 0; i < SET_NUM; i++) {if (priorSet[i] == c)return i;}return -1;}/*比较optrtop和c的优先关系*/char compare(char optrtop, char c){int i, j;/*从priorSet中取出optrtop和c的位置*/i = findInSet(optrtop);j = findInSet(c);/*如果返回值中有-1表示这个符号不支持，结束程序*/if (i == -1 || j == -1) {printf("不支持的符号类型\n");exit(0);}/*否则返回二者优先级关系*/elsereturn prior[i][j];}/*取得计算结果*//*解释下代码处理数字的原理：假如输入为10+2.2*3-2#循环会从这个字符串第一个位置开始，也就是1如果当前字符是个数字，则要把这个数字从字符串里取出来这个时候涉及两个问题，一是数字可能是大于10的整数，二是可能有小数。

处理方法是这样的：当遇到数字，先将数字保存在n上，判断下一个字符是数字还是运算符如果是数字，则将n乘以10加上这个数字，这样即可以处理大于10的数字。

如果遇到运算符，就退出循环去处理运算符如果遇到的是小数点，表示这个数字是小数。

小数不会立刻计算出来，而是先将小数点忽视掉，将整数计算出。

比如2.2会先计算成22变量j和begin在遇到小数点时候用来计算小数点后面有几个数字，即这个小数有多少位。

当begin = 1时候，表示现在要计算小数点后的数字位数。

这时候j会在每次循环加1 这样计算后，n = 22, j = 1;此时算n = n / pow(10, j);即将n缩小10的j次方。

就变成了2.2*/void getSolution(){/*operation是当前的运算符*/char operation;/*temp是输入的字符串*/char temp[N];/*i是循环变量，j和begin用来控制什么时候计算出小数*/int i = 0, j = -1, begin = 0;/*sum是每次的计算结果，a和b是从数字栈中取出的数字，n用来存放从字符串中取出的数*/double sum, a, b, n;/*定义堆栈并初始化*/SqStackC OPTR;SqStackN OPND;initStackC(OPTR);initStackN(OPND);/*向字符栈中压入#，标志开始*/pushC(OPTR, '#');/*获得输入*/printf("请输入一个表达式，输入#结束\n");gets(temp);/*开始计算，当遇到#表示结束*/while (temp[i] != '#' || *(OPTR.top - 1) != '#') {/*如果当前字符是个数字字符*/if (temp[i] >= '0' && temp[i] <= '9') {/*重置n为0*/n = 0;/*当当前字符是数字或者小数点*/while (temp[i] >= '0' && temp[i] <= '9' || temp[i] == '.') {/*如果是小数点，begin=1，表示要从字符串中取出一个小数*/if (temp[i] == '.')begin = 1;/*否则作为整数取出*/elsen = n * 10 + temp[i] - '0';/*如果begin不为0，表示遇到了一个小数点，表示需要合并为小数*//*j表示这个小数的小数点后面有几位*/if (begin != 0)j++;/*循环变量加1*/i++;}/*如果j不为-1，则表示这是个小数，n是整数结果，除以pow(10,j)则变成了小数*/if (j != -1)n = n / pow(10, j);/*将数字压入栈*/pushN(OPND, n);/*重置j和begin的值*/j = -1;begin = 0;}else {/*如果当前字符不是数字，比较栈顶字符和当前字符优先级，根据优先级处理*/switch (compare(*(OPTR.top - 1), temp[i])) {/*如果栈顶字符优先级大，则可以取出计算*/case '>':/*取出字符栈顶运算符，和数字栈顶的两个数字*/popC(OPTR, operation);popN(OPND, a);popN(OPND, b);/*计算结果*/sum = calculate(a, operation, b);/*结果入栈*/pushN(OPND, sum);break;/*如果优先级小*/case '<':/*入栈，继续循环*/pushC(OPTR, temp[i]);i++;break;/*如果优先级相等*/case '=':/*优先级相等只有两个可能，#相遇或者()相遇，这情况只要把字符出栈丢掉就可以了，因为已经没用了*/popC(OPTR, operation);i++;break;}}}/*输出结果*/printf("结果为：%lf\n", *(OPND.top - 1));}。