数据结构实验参考格式.docx

数据结构实验参考格式.docx

《数据结构实验参考格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数据结构实验参考格式.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

数据结构实验参考格式

数据结构实验设计报告

题目名称：

设计环境：

指导教师：

专业班级：

姓名：

学号：

联系电话：

电子邮件：

设计日期：

指导教师评语：

设计成绩：

____________指导教师签名：

____________

设计报告日期：

工程训练实习总结报告

每次上课，我都会提前几分到训练基地，但我发现，老师总在我之前，并且已经画好图、检验好机床设施等待同学们的到

算术表达式求值演示

1.题目简介

2.需求分析

2.1输入形式和输入值的范围

2.2输出的形式

2.3程序所能达到的功能

2.4测试数据

3.设计思路及具体实现

4.调试分析

5.测试结果和分析

5.1输入中缀表达式信息

5.2中缀变为后缀表达式

5.3后缀表达式计算过程

6.实验总结

1．题目

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，实现利用算符优先算法计算算术表达式求值。

2．需求分析

本演示程序用C++编写，实现利用算符优先算法计算算术表达式求值：

（1）通过键盘输入表达式字符序列，并转换为整数表达式。

（2）进行输入合法性验证

（3）对算术运算表达式求值

（4）运算符包括乘方，开方，单目减等运算符

2.1输入的形式和输入值的范围：

将需要计算的中缀表达式通过键盘输入，输入形式是字符型；

2.2输出的形式

输入操作结束后，如同输入的表达式非法，则会显示“您输入的表达式错误！

”字样，如果输入是正确的，则直接进入计算过程，首先是把中缀表达式变换为后缀表达式输出，然后再显示每一步后缀表达式运算过程，最终输出表达式计算过程。

4

2.3程序所能达到的功能：

将中缀表达式转换为后缀表达式，后缀表达式计算出最终结果，自动退出系统服务。

2.4测试数据：

A．测试输入中缀表达式。

在主函数中输入提示输入语句结束后，开始输入表达式，系统自动检验输入是否正确。

B.测试中缀变后缀表达式函数Infix（Middle,Middle.length（）,Behind），在函数中添加语句，显示“转换的后缀表达式如下：

”字样，然后循环输出数组array[]保存后缀表达式的字符。

C.测试后缀表达式计算函数Suffixal（Behind,length），添加语句实现循环输出后缀表达式计算的每一步，直到计算出最终结果。

D．测试退出系统功能。

输入任意键退出系统。

3.设计思路及具体实现

实现概要设计中定义的所有的数据类型，对每个操作给出伪码算法。

对主程序和其他模块写出伪码算法。

3.1数据类型

//用类SeqStack来存储中缀表达式字符

classSeqStack

{

private:

chardata[MaxStackSize];//存放数据元素的数组

5

inttop;//栈顶位置指示器

public:

SeqStack（void）//构造函数

{top=0;}

~SeqStack（void）{}//析构函数

voidPush（constchar&item）;//入栈

charPop（void）;//出栈

charPeek（void）const;//读栈顶元素

boolStackEmpty（void）const//判断堆栈是否为空

{return（top==0）;}

intGetSize（void）const//读栈顶元素个数

{returntop;}

voidClearStack（void）//清空栈

{top=0;}

};

3.2基本操作

//运算符优先级比较

charProceed（chara,charb）//运算符优先级比较

{

charResult;

charMidString[2];

6

Result='<';

MidString[0]=b;

MidString[1]=0;

if（（（a=='+'||a=='-'）&&strstr（"+-）#",MidString）!

=NULL）||（（a=='*'||a=='/'）&&strstr（"+-*/）#",MidString）!

=NULL）||（a=='^'）&&strstr（"+-*/^）#",MidString）!

=NULL）//k表开方

Result='>';

elseif（（a=='（'&&b=='）'）||（a=='#'&&b=='#'））

Result='=';

elseif（（a=='（'&&b=='#'）||（a=='）'&&b=='（'）||

（a=='#'&&b=='）'））

Result='';

returnResult;

}

//中缀变后缀表达式函数：

intInfix（string&middle,intn,intarray[]）//中缀变后缀

{

SeqStacks;

charx1,x2;

intj=0,z,count=0;

s.Push（'#'）;

7

x1=s.Peek（）;

while（j

{

x2=middle[j];

if（x2>='0'&&x2<='9'）

{

z=x2-'0';

j++;

while（j=48&&middle[j]<=57）

{

z=z*10+middle[j++]-'0';

}

array[count++]=z;

}

elseif（x2=='$'）//$表示开方符

{

if（j==（n-1）||middle[j+1]>57&&middle[j+1]<48）

{

cout<<"您输入的表达式错误！

"<

exit（0）;

}

8

j++;

z=middle[j++]-'0';

while（j=48&&middle[j]<=57）

{

z=z*10+middle[j++]-'0';

}

array[count++]=sqrt（z）;

}

elseif（x2!

='+'&&x2!

='-'&&x2!

='*'&&x2!

='/'&&x2!

='^'&&x2!

='（'&&x2!

='）'）

{

cout<<"您输入的表达式错误！

"<

exit（0）;

}

else

{

if（Proceed（x1,x2）=='<'）

{

s.Push（x2）;

x1=x2;

9

}

}

elseif（Proceed（x1,x2）=='>'）

{

if（x1!

='+'&&x1!

='-'&&x1!

='*'&&x1!

='/'&&x1!

='^'）

{

cout<<"您输入的表达式错误！

"<

exit（0）;

}

array[count]=int（x1）;

flag[count++]=true;

s.Pop（）;

x1=s.Peek（）;

while（Proceed（x1,x2）=='>'）

{

if（x2!

='+'&&x2!

='-'&&x2!

='*'&&x2!

='/'&&x2!

='^'）

{

cout<<"您输入的表达式错误！

"<

exit（0）;

}

array[count]=int（x1）;

10

flag[count++]=true;

s.Pop（）;

x1=s.Peek（）;

}

if（Proceed（x1,x2）==''）

{

{

cout<<"您输入的表达式错误！

"<

exit（0）;

}

}

elseif（Proceed（x1,x2）=='='）

{

s.Pop（）;

x1=s.Peek（）;

}

else

{

s.Push（x2）;

x1=x2;

}

11

}

elseif（Proceed（x1,x2）=='='）

{

s.Pop（）;

x1=s.Peek（）;

}

else

{

cout<<"您输入的表达式错误！

"<

exit（0）;

}j++;

}

}

x2='#';

while

（1）//清空栈

{

if（Proceed（x1,x2）=='='）

{

break;

}

if（Proceed（x1,x2）=='>'）

12

{

if（（x1!

='+'）&&（x1!

='-'）&&（x1!

='*'）&&（x1!

='/'）&&（x1!

='^'））

{

cout<<"您输入的表达式错误！

"<

exit（0）;

}

array[count]=int（x1）;

flag[count++]=true;

s.Pop（）;

if（s.StackEmpty（））

{

cout<<"您输入的表达式错误！

"<

exit（0）;

}

x1=s.Peek（）;

}

else

{

cout<<"您输入的表达式错误！

"<

exit（0）;

}

13

}

inti,k=0;//k表示操作符的个数

for（i=0;i

{

if（flag[i]）

{

k++;

}

}

if（（k*2+1）!

=count）//运算符不比运算数少1，则非法

{

cout<<"您输入的表达式错误！

"<

exit（0）;

}

if（count>=0）

{

cout<<"转换的后缀表达式如下：

"<

for（i=0;i

{

if（flag[i]）

14

{

cout<

}

else

cout<

}

cout<

}

returncount;

}

//后缀表达式的运算

voidSuffixal（ints[],intt）//后缀表达式的运算

{

while（t>1）

{

intj=0;

while（j+2

flag[j+2]）

j++;

if（j+2>=t）

break;

15

switch（char（s[j+2]））

{

case'+':

s[j]=s[j]+s[j+1];break;

case'-':

s[j]=s[j]-s[j+1];break;

case'*':

s[j]=s[j]*s[j+1];break;

case'/':

s[j]=s[j]/s[j+1];break;

case'^':

s[j]=pow（s[j],s[j+1]）;break;

}

for（inti=j+1;i

{

s[i]=s[i+2];

flag[i]=flag[i+2];

}

t=t-2;

for（i=0;i

{

if（flag[i]）

{

cout<

}

else

16

cout<

}

cout<

}

}

3.3主函数功能伪代码：

intmain（）

{

stringMiddle;//接收中缀表达试

intBehind[1000];//此数组用来接收中缀所变得整形后缀表达式

cout<<"请输入需要计算的中缀表达式（加、减、乘、除、乘方、开方分别用+、-、*、/、^、$表示）"<

cin>>Middle;

intlength=Infix（Middle,Middle.length（）,Behind）;

if（length>1）

Suffixal（Behind,length）;//后缀运算

return0;

}

4.调试分析

开始设计时，使用数组存储中缀表达式，其中有一些麻烦，后

17

来发现用顺序堆栈存储会更显得方便，所以改用顺序堆栈。

在存储中缀表达式过程中，需要先把字符数字改为数学数字。

其中，还有要把运算符号改为数字形式，最终有其还原。

5.测试结果和分析

5.1输入中缀表达式信息

直接输入需要转换和计算的中缀表达式，接着系统自动对算术表达式进行合法性验证。

如果错误，就显示出错语句提示，并退出程序。

5.2中缀变为后缀表达式

如果上一步验证算术表达式合法，就进入中缀转换为后缀函数，并输出转换后的后缀表达式。

5.3后缀表达式计算过程

输出玩后缀表达式后，紧接着进入下一步操作，由后缀表达式计算出最终结果，并显示中间的每一步计算过程，然后按任意键退出程序。

6.案例总结

表达式计算是编译系统中的基本问题，利用堆栈来实现表达式的转换和计算，编译系统对中缀形式的算术表达式处理的方法是，先把它转换为后缀形式的算术表达式，然后再计算后缀表达式，计算后缀表达式值的过程仍然是一个堆栈应用过程。

此算术表达式演示功能比较齐全，能够实现算术表达式的转换和计算，其中的运算除了基本的加、减、乘、除以外，还添加了乘方和开方运算符。

但是还可以进一步改进，增加更多的功能。

若考虑到界面友好问题，再增加一些改变界面的功能，使界面变得较友好，效果会更好。