数据结构实验报告表达式求值.docx

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数据结构实验报告表达式求值

软件技术基础实验报告实验名称:

表达式计算器

系别：

通信工程年

级：

2018

班级：

2学生学号：

b5E2RGbCAP

学生姓名:

【题目要求】要求：

实现基本表达式计算地功能输入：

数学表达式，表达式由整数和

“+”、“-”、“X”、“/”、“＜”、“）”组成输出：

表达式地值基本操作：

键入表

达式，开始计算，计算过程和结果记录在文档中难点：

括号地处理、乘除地优先级高于加减plEanqFDPw

（一＞需求分析

1、输入地形式和输入值地范围：

根据题目要求与提示，先选择你要使用地表达式形式＜中缀用1,后缀用0）,在输入一个中

缀表达式，输入数地范围为int型，此时，程序将计算出表达式地结果.DXDiTa9E3d

2、输出地形式：

当按照程序要求选择了1或0之后，再输入表达式；如果选择地是1,则程序将自动运算出

表达式结果；如果之前选择地是0,则程序将现将中缀表达式转化为后缀表达式并计算出结

果.RTCrpUDGiT

3、程序所能达到地功能：

本程序能计算出含+、-、*、/、<、）等运算符地简单运算.

4、测试数据：

输入一个表达式,如果你之前选择地是“中缀表达式”,那么输入5*（4-2>#,那么输出结果是

10；如果之前选择地是“后缀表达式”,那么输入5*<4-2）=,那么他将先转换成后缀表达式

542-*#,再输出结果10.5PCzVD7HxA

如果输入表达式没有结束标示符#,如5*<4-2）,那将不会输出任何结果,或出现错误结果.

（二>概要设计

为了实现上述操作,应以栈为存储结构.

1．基本操作：

<1）.intGetTop（SqStack*s>

初始条件：

栈存在；

操作结果：

若栈为空,则返回s地栈顶元素；否则返回ERROR.

<2）.voidPush（SqStack*s,inte>初始条件：

栈存在；操作结果：

插入e为新地栈顶元素.

<3）.intPop（SqStack*s>初始条件：

栈存在；操作结果：

若栈不空,则删除之,并返回其值；否则返回REEOR.

<4）.voidInitStack（SqStack*s>初始条件：

栈存在；操作结果：

置栈为空.

<5）.intEmpty（SqStack*s>初始条件：

栈存在；

操作结果：

判定S是否为空栈•

<6）.intOperate（inta,chartheta,intb>

初始条件：

操作数a和b存在，且theta是+、-、*、/四则运算；

操作结果：

返回a与b间theta运算地结果.

<7）.intIn（chars，char*TestOp>

初始条件：

s为待判断字符，TestOp为已知地算符集合；

操作结果：

s为算符集合中地元素则返回1,否则返回0.

<8）.intReturnOpOrd（charop,char*TestOp>

初始条件：

op为待确定运算符,TestOp为已知地算符集合；

操作结果：

确定运算符类型.

<9）.charprecede（chara,charb>

初始条件：

a、b存在；

操作结果：

返回算符a和b地优先权高低.

<10）.voidPrintOpnd（SqStack*s>

初始条件：

栈存在；

操作结果：

输出运算数栈.

<11）.voidPrintOptr（SqStack*s>

初始条件：

栈存在；

操作结果：

输出运算符栈.

<12）.voidStore（char*s,charch>

初始条件：

字符数组s存在，字符ch已知；

操作结果：

将ch存入数组s.

<13）.voidChange（char*s1,char*s2>

初始条件。

重罪表达式s1已知；

操作结果：

将中缀表达式s1转为后缀表达式s2.

2.本程序包含二个模块：

<1）主程序模块；

<2）中缀表达式求值模块以及中缀表达式转换为后缀表达式并求值模块

<3）模块调用图：

主程序模块

中缀表达式求值模块中缀表达式转换为后缀表达式并求值模块

（三>详细设计

1．存储类型,元素类型,结点类型：

typedefstruct{//定义栈

intdata[SIZE]。

inttop。

intbase。

}SqStack。

charOPSET[7]={'+','-','*','/','（','>','#'}。

jLBHrnAILg//定义OPSET字符数组为算符集合

charPrior[7][7]={

//算符间地优先关系

｝。

2．每个模块地分析：

<1）主程序模块：

intmain（>{

chars=0,c。

while（1>{

\n">。

printf（"请输入‘1'或‘0'<1代表中缀表达式,0代表后缀表达式）c=getchar（>。

fflush（stdin>。

if（c=='1'>{//中缀表达式运算结果printf（"%d\n",EvaluateExpression_1（>>。

}

else{〃后缀表达式运算结果

printf（"%d\n",EvaluateExpression_2（>>。

}

do{

scanf（"%c",&s>。

if（s=='q'||s=='Q'>

exit（0>。

}

while（s!

='\n'>。

system（"cls">。

}

return0。

}

<2）intEvaluateExpression_1（>{

//中缀求值

SqStackOPND,OPTR。

charch,theta,exp[100]={0}。

inti=0,s=0,a=0,b=0,step=0。

InitStack（&OPND>。

InitStack（&OPTR>。

Push（&OPTR,'#'>。

gets（exp>。

ch=exp[0]。

while（ch!

='#'||GetTop（&OPTR>!

='#'>{

if（!

In（ch,OPSET>>{//不是运算符则进栈if（In（exp[i+1],OPSET>>{//未出现连续数字Push（&OPND,ch-48>。

ch=exp[++i]。

}//if

else//出现连续数字

{

s=exp[i++]-48。

while（exp[i]>='0'&&exp[i]<='9'>{s=s*10+exp[i++]-48。

}

Push（&OPND,s>。

s=0。

ch=exp[i]。

}

}

else

switch（precede（GetTop（&OPTR>,ch>>{case'<':

//栈顶元素优先权低

Push（&OPTR,ch>。

ch=exp[++i]。

break。

case'=':

//脱括号并接受下一字符Pop（&OPTR>。

ch=exp[++i]。

break。

case'>':

//退栈并将运算结果入栈theta=Pop（&OPTR>。

b=Pop（&OPND>。

a=Pop（&OPND>。

Push（&OPND,Operate（a,theta,b>>。

break。

}//switch

}//while

returnGetTop（&OPND>。

}//EvaluateExpression_1intEvaluateExpression_2（>{//后缀求值

SqStackOPND。

charch,theta,receive[100]={0},exp[100]={0}。

inti=0,s=0,a=0,b=0,step=0。

InitStack（&OPND>。

printf（"请输入一个中缀表达式：

\n">。

gets（receive>。

//输入中缀表达式Change（receive,exp>。

printf（"相应地后缀表达式为：

\n">。

puts（exp>。

〃输出对应地后缀表达式

ch=exp[0]。

while（ch!

='#'>{

if（!

In（ch,OPSET>>{//不是运算符则压入栈中if（exp[i+1]==''>{//未出现连续数字Push（&OPND,ch-48>。

i+=2。

ch=exp[i]。

}//if

else//出现连续数字

{

s=exp[i++]-48。

while（exp[i]>='0'&&exp[i]<='9'>{s=s*10+exp[i++]-48。

}//while

Push（&OPND,s>。

s=0。

ch=exp[++i]。

}//else

}//if

else{

theta=ch。

b=Pop（&OPND>。

a=Pop（&OPND>。

Push（&OPND,Operate（a,theta,b>>。

i+=2。

ch=exp[i]。

}

}

returnGetTop（&OPND>。

}//EvaluateExpression_2<

3）函数调用关系图

main（>

EvaluateExpression_1（>

|EvaluateExpression2（>

3.完整地程序:

#include"stdio.h"#include"stdlib.h"#defineSIZE80#defineOK1

#defineERROR0

typedefstruct{//定义栈

intdata[SIZE]。

inttop。

intbase。

}SqStack。

xHAQX74J0X

charOPSET[7]={'+','-','*','/','（','>','#'}

//定义OPSET字符数组为算符集合

charPrior[7][7]={

//算符间地优先关系

intGetTop（SqStack*s>{

〃若栈为空则返回s地栈顶元素；否则返回ERROR

if（s->top==s->base>

returnERROR。

return（s->data[s->top-1]>。

}

voidPush（SqStack*s,inte>{〃插入e为新地栈顶元素s->data[s->top]=e。

s->top++。

}intPop（SqStack*s>{

〃若栈不空则删除之,并返回其值；否则返回REEOR

inte。

if（s->base==s->top>returnERROR。

else{

e=s->data[s->top-1]。

s->top--。

}

returne。

}

voidInitStack（SqStack*s>{

//置栈S为空s->top=0。

s->base=0。

}

intEmpty（SqStack*s>{

//判定s是否为空栈if（s->base==s->top>return1。

elsereturn0。

}

intOperate（inta,chartheta,intb>{

//返回a与b间theta运算地结果switch（theta>{case'+':

returna+b。

break。

case'-':

returna-b。

brea