数据结构课程设计算术表达式求值Word格式.docx
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‘=’
‘(’、‘)’
‘+’、‘—’
‘*’、‘/’‘%’
‘^’
优先级
1
2
4
5
上面讨论的的+、—为双目运算符,如为单目运算符,编程实现时,可在前面加上0而转化为双目运算符。
如在+、—的前一个字符(如当前字符不是运算符时,规定用0表示)为‘=’或‘(’,则为单目运算符。
具体实现算法时,可设置两个工作栈,一个为操作栈,一个为操作符栈optr,另外一个为操作数栈opnd,算法基本思路如下:
(1)将optr栈和opnd栈清空,在optr栈中加入一个‘=‘。
(2)从输入流获取一字符ch,循环执行步骤(3)至步骤(5)直到求出表达式的值为止。
(3)取出optr的栈顶optrTop,当optrTop=‘=‘且ch=’=‘时,整个表达式求值完毕,这时opnd栈的栈顶元素为表达式的值。
(4)若ch不是操作符,则字符放回输入流(cin.putback),读操作数operand;
将operand加入opnd栈,读入下一个字符ch。
(5)如ch是操作符,按如下方式进行处理:
a.如果ch为单目运算符,则在ch前面加上操作数0,也就是将0入opnd栈;
b.如果optrTop与ch不匹配,例如optrTop=‘)‘且ch=’(‘,显示错误信息;
c.如果optrTop=‘(‘且ch=’)‘,则从optr退出栈顶的’(‘,去括号,然后从输入流中读入字符并送入ch;
d.如果ch=’(’活optrTop比ch的优先级低,则ch入optr栈,从输入中取下一字符ch;
e.如果optrTop大于或等于ch的优先级,则从opnd栈退出left和right,从optr栈退出theta,形成运算指令(left)theta(right),结果如opnd栈。
对于界面处理:
(1)用文件流建立一个小小的界面,美化处理一些操作,文件名为dd.txt
//dd.txt文档内容
*
**
*******
**
*欢迎进入运算界面*
************
*请选择:
*
*1.开始运算*
*2.退出界面*
对于运算处理:
(1)通过运用栈和队列的特性,实现各种功能。
本类通过一系列的扩展实现各种出现的运算情况处理
//calculator.h
#ifndefCALCULATOR_H
#defineCALCULATOR_H
#include"
lk_stack.h"
template<
classElemType>
classCalculator
{
private:
LinkStack<
ElemType>
opnd;
char>
optr;
charGetChar()//从输入流中跳过空格,换行符及制表符获取一字符
{
charc;
cin>
>
c;
returnc;
}
intOperPrior(charop);
//要自己写的函数
voidGet2Operands(ElemType&
left,ElemType&
right);
ElemTypeOperate(ElemTypeleft,charop,ElemTyperight);
boolIsOperator(charch);
public:
Calculator(){};
virtual~Calculator(){};
voidRun();
};
//使用switch语句
intCalculator<
:
OperPrior(charop)
switch(op)
case'
='
return1;
('
return2;
)'
+'
return3;
-'
*'
return4;
/'
%'
^'
return5;
}
//调用2次出栈函数,一定要先出右数,再出左数!
voidCalculator<
Get2Operands(ElemType&
right)
opnd.Pop(right);
opnd.Pop(left);
//采用switch语句
ElemTypeCalculator<
Operate(ElemTypeleft,charop,ElemTyperight)
returnleft+right;
returnleft-right;
returnleft*right;
returnleft/right;
returnint(left)%int(right);
//输入数为浮点数,要强制转换为整数!
returnpow(left,right);
boolCalculator<
IsOperator(charch)
if(ch=='
||ch=='
)
returntrue;
else
returnfalse;
Run()
optr.Clear();
//清空optr栈
opnd.Clear();
//清空opnd栈
optr.Push('
);
charch;
charpriorChar;
//当前输入的前一个字符,如果不为操作符,则令其值为0
charoptrTop;
ElemTypeoperand;
charop;
priorChar='
;
ch=GetChar();
if(!
optr.Top(optrTop))throw"
表达式有错!
"
while(optrTop!
||ch!
if(isdigit(ch)||ch=='
.'
{
cin.putback(ch);
cin>
operand;
opnd.Push(operand);
priorChar='
0'
ch=GetChar();
}
elseif(!
IsOperator(ch))
throw"
else
if((priorChar=='
||priorChar=='
)&
&
(ch=='
))
{
opnd.Push(0);
priorChar='
}
if(optrTop=='
ch=='
||optrTop=='
throw"
elseif(optrTop=='
if(!
optr.Pop(optrTop))throw"
ch=GetChar();
elseif(ch=='
||OperPrior(optrTop)<
OperPrior(ch))
optr.Push(ch);
priorChar=ch;
else
optr.Pop(op))throw"
ElemTypeleft,right;
Get2Operands(left,right);
opnd.Push(Operate(left,op,right));
if(!
opnd.Top(operand))throw"
cout<
<
"
运算结果为:
operand<
endl;
#endif
主函数功能:
(1)应用dd.txt建立小小界面;
(2)针对各种出错情况进行智能处理;
(3)实现本次计算基本呢操作
//main主函数
#include"
utility.h"
calculator.h"
intmain()
//第一部分进行界面处理,通过文件流的方式
chara[100];
ifstreamin("
dd.txt"
for(inti=1;
i<
19;
i++)
in.getline(a,100);
cout<
a<
in.close();
chard[100];
while(true)//此方法可处理出现的一般不同错误
d;
if(d[0]=='
1'
)break;
elseif(d[0]=='
2'
){cout<
cout<
已退出界面!
exit(0);
else
cout<
选择错误,请重新选择!
//第二部分进行运算处理
charc;
请输入表达式:
Calculator<
double>
myCalculator;
输入形式如1(没有括号加减乘除):
4+5-8+8/2+6*1="
输入形式如2(加括号加减乘除):
4*(7+1)/2+3-2="
输入形式如3:
+45="
myCalculator.Run();
while(true)
endl<
你是否要继续(y,n)?
if(c=='
n'
cout<
运算已经结束,已退出程序!
return0;
elseif(c=='
y'
break;
******你的输入错误,请重新输入:
******"
运行结果:
(1)一般成功运行:
有括号的加减乘除,没有括号的加减乘除,单目运算
(2)跳过空格,制表符,换行符继续运行
(3)选择进入界面输错处理
(4).输入选择是否继续出错处理
5.课程设计体会与感悟
本次课程设计需要涉及到比较多的知识,为了美化界面用了文件流,让我有加深了对文件流的认识。
算术的操作用了栈,结点类,让我更熟悉了栈后进先出以及其他类的的特点。
1、该程序不只能运算整数,也能处理输入的负数
2、可以一定的处理非法输入
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。
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- 关 键 词:
- 数据结构 课程设计 算术 表达式 求值
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