求简单表达式的值
2023-12-27 06:35:35
题目：在键盘输入类似(56-20)/(4+2)这样的表达式输出结果
此题分为两部分（1）将表达式转换成后缀表达式（2）计算后缀表达式的值
需要注意的是本题要定义两个不同的栈 一个数据类型是字符，一个数据类型是double。
关于为什么这样做能算出结果读者只需稍微理解一下即可，不必深究（和递归一样）
c++代码（注释在代码里有）
（1）将表达式转换成后缀表达式
例如将(56-20)/(4+2) 转换成? 56#20#-4#2#+/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define MaxSize 100
//---------------------------------------------------------
//--运算符栈基本运算---------------------------------------
//---------------------------------------------------------
typedef struct
{ char data[MaxSize]; //存放运算符
int top; //栈顶指针
} SqStack;
void InitStack(SqStack *&s) //初始化栈
{ s=(SqStack *)malloc(sizeof(SqStack));
s->top=-1;
}
void DestroyStack(SqStack *&s) //销毁栈
{
free(s);
}
bool StackEmpty(SqStack *s) //判断栈是否为空
{
return(s->top==-1);
}
bool Push(SqStack *&s,char e) //进栈元素e
{ if (s->top==MaxSize-1)
return false;
s->top++;
s->data[s->top]=e;
return true;
}
bool Pop(SqStack *&s,char &e) //出栈元素e
{ if (s->top==-1)
return false;
e=s->data[s->top];
s->top--;
return true;
}
bool GetTop(SqStack *s,char &e) //取栈顶元素e
{ if (s->top==-1)
return false;
e=s->data[s->top];
return true;
}
//---------------------------------------------------------
void trans(char *exp,char postexp[]) //将算术表达式exp转换成后缀表达式postexp
{
char e;
SqStack *Optr; //定义运算符栈
InitStack(Optr); //初始化运算符栈
int i=0; //i作为postexp的下标
while (*exp!='\0') //exp表达式未扫描完时循环
{ switch(*exp)
{
case '(': //判定为左括号
Push(Optr,'('); //左括号进栈
exp++; //继续扫描其他字符
break;
case ')': //判定为右括号
Pop(Optr,e); //出栈元素e
while (e!='(') //不为'('时循环
{
postexp[i++]=e; //将e存放到postexp中
Pop(Optr,e); //继续出栈元素e
}
exp++; //继续扫描其他字符
break;
case '+': //判定为加或减号
case '-':
while (!StackEmpty(Optr)) //栈不空循环
{
GetTop(Optr,e); //取栈顶元素e
if (e!='(') //e不是'('
{
postexp[i++]=e; //将e存放到postexp中
Pop(Optr,e); //出栈元素e
}
else //e是'(时退出循环
break;
}
Push(Optr,*exp); //将'+'或'-'进栈
exp++; //继续扫描其他字符
break;
case '*': //判定为'*'或'/'号
case '/':
while (!StackEmpty(Optr)) //栈不空循环
{
GetTop(Optr,e); //取栈顶元素e
if (e=='*' || e=='/') //将栈顶'*'或'/'运算符出栈并存放到postexp中
{
postexp[i++]=e; //将e存放到postexp中
Pop(Optr,e); //出栈元素e
}
else //e为非'*'或'/'运算符时退出循环
break;
}
Push(Optr,*exp); //将'*'或'/'进栈
exp++; //继续扫描其他字符
break;
default: //处理数字字符
while (*exp>='0' && *exp<='9') //判定为数字
{ postexp[i++]=*exp;
exp++;
}
postexp[i++]='#'; //用#标识一个数值串结束
}
}
while (!StackEmpty(Optr)) //此时exp扫描完毕,栈不空时循环
{
Pop(Optr,e); //出栈元素e
postexp[i++]=e; //将e存放到postexp中
}
postexp[i]='\0'; //给postexp表达式添加结束标识
DestroyStack(Optr); //销毁栈
}（2）计算后缀表达式的值
typedef struct
{ double data[MaxSize]; //存放数值
int top; //栈顶指针
} SqStack1;
void InitStack1(SqStack1 *&s) //初始化栈
{ s=(SqStack1 *)malloc(sizeof(SqStack1));
s->top=-1;
}
void DestroyStack1(SqStack1 *&s) //销毁栈
{
free(s);
}
bool StackEmpty1(SqStack1 *s) //判断栈是否为空
{
return(s->top==-1);
}
bool Push1(SqStack1 *&s,double e) //进栈元素e
{ if (s->top==MaxSize-1)
return false;
s->top++;
s->data[s->top]=e;
return true;
}
bool Pop1(SqStack1 *&s,double &e) //出栈元素e
{ if (s->top==-1)
return false;
e=s->data[s->top];
s->top--;
return true;
}
bool GetTop1(SqStack1 *s,double &e) //取栈顶元素e
{ if (s->top==-1)
return false;
e=s->data[s->top];
return true;
}
//---------------------------------------------------------
double compvalue(char *postexp) //计算后缀表达式的值
{
double d,a,b,c,e;
SqStack1 *Opnd; //定义操作数栈
InitStack1(Opnd); //初始化操作数栈
while (*postexp!='\0') //postexp字符串未扫描完时循环
{
switch (*postexp)
{
case '+': //判定为'+'号
Pop1(Opnd,a); //出栈元素a
Pop1(Opnd,b); //出栈元素b
c=b+a; //计算c
Push1(Opnd,c); //将计算结果c进栈
break;
case '-': //判定为'-'号
Pop1(Opnd,a); //出栈元素a
Pop1(Opnd,b); //出栈元素b
c=b-a; //计算c
Push1(Opnd,c); //将计算结果c进栈
break;
case '*': //判定为'*'号
Pop1(Opnd,a); //出栈元素a
Pop1(Opnd,b); //出栈元素b
c=b*a; //计算c
Push1(Opnd,c); //将计算结果c进栈
break;
case '/': //判定为'/'号
Pop1(Opnd,a); //出栈元素a
Pop1(Opnd,b); //出栈元素b
if (a!=0)
{
c=b/a; //计算c
Push1(Opnd,c); //将计算结果c进栈
break;
}
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; //将连续的数字字符转换成对应的数值存放到d中
while (*postexp>='0' && *postexp<='9') //判定为数字字符
{
d=10*d+*postexp-'0';
postexp++;
}
Push1(Opnd,d); //将数值d进栈
break;
}
postexp++; //继续处理其他字符
}
GetTop1(Opnd,e); //取栈顶元素e
DestroyStack1(Opnd); //销毁栈
return e; //返回e
}总代码：
//求简单表达式的值
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define MaxSize 100
//---------------------------------------------------------
//--运算符栈基本运算---------------------------------------
//---------------------------------------------------------
typedef struct
{ char data[MaxSize]; //存放运算符
int top; //栈顶指针
} SqStack;
void InitStack(SqStack *&s) //初始化栈
{ s=(SqStack *)malloc(sizeof(SqStack));
s->top=-1;
}
void DestroyStack(SqStack *&s) //销毁栈
{
free(s);
}
bool StackEmpty(SqStack *s) //判断栈是否为空
{
return(s->top==-1);
}
bool Push(SqStack *&s,char e) //进栈元素e
{ if (s->top==MaxSize-1)
return false;
s->top++;
s->data[s->top]=e;
return true;
}
bool Pop(SqStack *&s,char &e) //出栈元素e
{ if (s->top==-1)
return false;
e=s->data[s->top];
s->top--;
return true;
}
bool GetTop(SqStack *s,char &e) //取栈顶元素e
{ if (s->top==-1)
return false;
e=s->data[s->top];
return true;
}
//---------------------------------------------------------
void trans(char *exp,char postexp[]) //将算术表达式exp转换成后缀表达式postexp
{
char e;
SqStack *Optr; //定义运算符栈
InitStack(Optr); //初始化运算符栈
int i=0; //i作为postexp的下标
while (*exp!='\0') //exp表达式未扫描完时循环
{ switch(*exp)
{
case '(': //判定为左括号
Push(Optr,'('); //左括号进栈
exp++; //继续扫描其他字符
break;
case ')': //判定为右括号
Pop(Optr,e); //出栈元素e
while (e!='(') //不为'('时循环
{
postexp[i++]=e; //将e存放到postexp中
Pop(Optr,e); //继续出栈元素e
}
exp++; //继续扫描其他字符
break;
case '+': //判定为加或减号
case '-':
while (!StackEmpty(Optr)) //栈不空循环
{
GetTop(Optr,e); //取栈顶元素e
if (e!='(') //e不是'('
{
postexp[i++]=e; //将e存放到postexp中
Pop(Optr,e); //出栈元素e
}
else //e是'(时退出循环
break;
}
Push(Optr,*exp); //将'+'或'-'进栈
exp++; //继续扫描其他字符
break;
case '*': //判定为'*'或'/'号
case '/':
while (!StackEmpty(Optr)) //栈不空循环
{
GetTop(Optr,e); //取栈顶元素e
if (e=='*' || e=='/') //将栈顶'*'或'/'运算符出栈并存放到postexp中
{
postexp[i++]=e; //将e存放到postexp中
Pop(Optr,e); //出栈元素e
}
else //e为非'*'或'/'运算符时退出循环
break;
}
Push(Optr,*exp); //将'*'或'/'进栈
exp++; //继续扫描其他字符
break;
default: //处理数字字符
while (*exp>='0' && *exp<='9') //判定为数字
{ postexp[i++]=*exp;
exp++;
}
postexp[i++]='#'; //用#标识一个数值串结束
}
}
while (!StackEmpty(Optr)) //此时exp扫描完毕,栈不空时循环
{
Pop(Optr,e); //出栈元素e
postexp[i++]=e; //将e存放到postexp中
}
postexp[i]='\0'; //给postexp表达式添加结束标识
DestroyStack(Optr); //销毁栈
}
//---------------------------------------------------------
//--操作数栈基本运算---------------------------------------
//---------------------------------------------------------
typedef struct
{ double data[MaxSize]; //存放数值
int top; //栈顶指针
} SqStack1;
void InitStack1(SqStack1 *&s) //初始化栈
{ s=(SqStack1 *)malloc(sizeof(SqStack1));
s->top=-1;
}
void DestroyStack1(SqStack1 *&s) //销毁栈
{
free(s);
}
bool StackEmpty1(SqStack1 *s) //判断栈是否为空
{
return(s->top==-1);
}
bool Push1(SqStack1 *&s,double e) //进栈元素e
{ if (s->top==MaxSize-1)
return false;
s->top++;
s->data[s->top]=e;
return true;
}
bool Pop1(SqStack1 *&s,double &e) //出栈元素e
{ if (s->top==-1)
return false;
e=s->data[s->top];
s->top--;
return true;
}
bool GetTop1(SqStack1 *s,double &e) //取栈顶元素e
{ if (s->top==-1)
return false;
e=s->data[s->top];
return true;
}
//---------------------------------------------------------
double compvalue(char *postexp) //计算后缀表达式的值
{
double d,a,b,c,e;
SqStack1 *Opnd; //定义操作数栈
InitStack1(Opnd); //初始化操作数栈
while (*postexp!='\0') //postexp字符串未扫描完时循环
{
switch (*postexp)
{
case '+': //判定为'+'号
Pop1(Opnd,a); //出栈元素a
Pop1(Opnd,b); //出栈元素b
c=b+a; //计算c
Push1(Opnd,c); //将计算结果c进栈
break;
case '-': //判定为'-'号
Pop1(Opnd,a); //出栈元素a
Pop1(Opnd,b); //出栈元素b
c=b-a; //计算c
Push1(Opnd,c); //将计算结果c进栈
break;
case '*': //判定为'*'号
Pop1(Opnd,a); //出栈元素a
Pop1(Opnd,b); //出栈元素b
c=b*a; //计算c
Push1(Opnd,c); //将计算结果c进栈
break;
case '/': //判定为'/'号
Pop1(Opnd,a); //出栈元素a
Pop1(Opnd,b); //出栈元素b
if (a!=0)
{
c=b/a; //计算c
Push1(Opnd,c); //将计算结果c进栈
break;
}
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; //将连续的数字字符转换成对应的数值存放到d中
while (*postexp>='0' && *postexp<='9') //判定为数字字符
{
d=10*d+*postexp-'0';
postexp++;
}
Push1(Opnd,d); //将数值d进栈
break;
}
postexp++; //继续处理其他字符
}
GetTop1(Opnd,e); //取栈顶元素e
DestroyStack1(Opnd); //销毁栈
return e; //返回e
}
int main()
{
char exp[]="(56-20)/(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));
return 1;
}c语言（注释在c++里，思路是一样的故不多描述）
1）将表达式转换成后缀表达式
例如将(56-20)/(4+2) 转换成? 56#20#-4#2#+/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdbool.h>
typedef struct Stack
{
char data[1000];
int top;
}SqStack;
SqStack* InitStack()
{
SqStack* s = (SqStack*)malloc(sizeof(SqStack));
s->top = -1;
return s;
}
bool Push(SqStack* s, char e)
{
if (s->top == 1000 - 1) return false;
s->top++;
s->data[s->top] = e;
return true;
}
bool Pop(SqStack* s, char* e)
{
if (s->top == -1) return false;
*e = s->data[s->top];
s->top--;
return true;
}
bool StackEmpty(SqStack* s)
{
return (s->top == -1);
}
bool GetTop(SqStack* s, char* e)
{
if (s->top == -1) return false;
*e = s->data[s->top];
return true;
}
void DestroyStack(SqStack* s)
{
free(s);
}
void trans(char *exp,char postexp[])
{
SqStack* Optr;
char* e = (char*)malloc(sizeof(char));
Optr = InitStack();
int i = 0;
while (*exp != '\0')
{
switch (*exp)
{
case '(': Push(Optr, *exp); exp++; break;
case ')':
{
Pop(Optr, e);
while (*e != '(')
{
postexp[i++] = *e;
Pop(Optr, e);
}
exp++;
break;
}
case '+':
case '-':
{
while (!StackEmpty(Optr))
{
GetTop(Optr, e);
if (*e != '(')
{
postexp[i++] = *e;
Pop(Optr, e);
}
else break;
}
Push(Optr, *exp);
exp++;
break;
}
case '*':
case '/':
{
while (!StackEmpty(Optr))
{
GetTop(Optr, e);
if (*e == '*' || *e == '/')
{
postexp[i++] = *e;
Pop(Optr, e);
}
else break;
}
Push(Optr, *exp);
exp++;
break;
}
default:
{
while (*exp >= '0' && *exp <= '9')
{
postexp[i++] = *exp;
exp++;
}
postexp[i++] = '#';
}
}
}
while (!StackEmpty(Optr))
{
Pop(Optr, e);
postexp[i++] = *e;
}
postexp[i++] = '\0';
DestroyStack(Optr);
}（2）计算后缀表达式的值
typedef struct Stk
{
double data[1000];
int top;
}SqStack2;
SqStack2* InitStack2()
{
SqStack2* s = (SqStack2*)malloc(sizeof(SqStack2));
s->top = -1;
return s;
}
bool Pop2(SqStack2*s, double* e)
{
if (s->top == -1) return false;
*e = s->data[s->top];
s->top--;
return true;
}
bool Push2(SqStack2* s, double e)
{
if (s->top == 1000 - 1) return false;
s->top++;
s->data[s->top] = e;
return true;
}
bool GetTop2(SqStack2* s, double* e)
{
if (s->top == -1) return false;
*e = s->data[s->top];
return true;
}
void DestroyStack2(SqStack2* s)
{
free(s);
}
double compvalue(char postexp[])
{
double a, b, c, d;
double* p1 = &a, * p2 = &b, * p3 = &c;
double* e = (double*)malloc(sizeof(double));
SqStack2* Opnd = InitStack2();
while (*postexp != '\0')
{
switch (*postexp)
{
case '+':
{
Pop2(Opnd, p1);
Pop2(Opnd, p2);
*p3 = *p2 + *p1;
Push2(Opnd, *p3);
break;
}
case '-':
{
Pop2(Opnd, p1);
Pop2(Opnd, p2);
*p3 = *p2 - *p1;
Push2(Opnd, *p3);
break;
}
case '*':
{
Pop2(Opnd, p1);
Pop2(Opnd, p2);
*p3 = *p2 * (*p1);
Push2(Opnd, *p3);
break;
}
case '/':
{
Pop2(Opnd, p1);
Pop2(Opnd, p2);
if (*p1 == 0)
{
printf("分母为零,程序错误\n");
exit(0);
}
*p3 = *p2 / (*p1);
Push2(Opnd, *p3);
break;
}
default:
{
d = 0;
while (*postexp >= '0' && *postexp <= '9')
{
d = d * 10 + (*postexp - '0');//下标和指针只用一个（一定要记住）
postexp++;
}
Push2(Opnd, d);
break;//好习惯
}
}
postexp++;
}
GetTop2(Opnd, e);
DestroyStack2(Opnd);
return *e;
}总代码：
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdbool.h>
typedef struct Stack
{
char data[1000];
int top;
}SqStack;
SqStack* InitStack()
{
SqStack* s = (SqStack*)malloc(sizeof(SqStack));
s->top = -1;
return s;
}
bool Push(SqStack* s, char e)
{
if (s->top == 1000 - 1) return false;
s->top++;
s->data[s->top] = e;
return true;
}
bool Pop(SqStack* s, char* e)
{
if (s->top == -1) return false;
*e = s->data[s->top];
s->top--;
return true;
}
bool StackEmpty(SqStack* s)
{
return (s->top == -1);
}
bool GetTop(SqStack* s, char* e)
{
if (s->top == -1) return false;
*e = s->data[s->top];
return true;
}
void DestroyStack(SqStack* s)
{
free(s);
}
void trans(char *exp,char postexp[])
{
SqStack* Optr;
char* e = (char*)malloc(sizeof(char));
Optr = InitStack();
int i = 0;
while (*exp != '\0')
{
switch (*exp)
{
case '(': Push(Optr, *exp); exp++; break;
case ')':
{
Pop(Optr, e);
while (*e != '(')
{
postexp[i++] = *e;
Pop(Optr, e);
}
exp++;
break;
}
case '+':
case '-':
{
while (!StackEmpty(Optr))
{
GetTop(Optr, e);
if (*e != '(')
{
postexp[i++] = *e;
Pop(Optr, e);
}
else break;
}
Push(Optr, *exp);
exp++;
break;
}
case '*':
case '/':
{
while (!StackEmpty(Optr))
{
GetTop(Optr, e);
if (*e == '*' || *e == '/')
{
postexp[i++] = *e;
Pop(Optr, e);
}
else break;
}
Push(Optr, *exp);
exp++;
break;
}
default:
{
while (*exp >= '0' && *exp <= '9')
{
postexp[i++] = *exp;
exp++;
}
postexp[i++] = '#';
}
}
}
while (!StackEmpty(Optr))
{
Pop(Optr, e);
postexp[i++] = *e;
}
postexp[i++] = '\0';
DestroyStack(Optr);
}
/// ///
///
//
typedef struct Stk
{
double data[1000];
int top;
}SqStack2;
SqStack2* InitStack2()
{
SqStack2* s = (SqStack2*)malloc(sizeof(SqStack2));
s->top = -1;
return s;
}
bool Pop2(SqStack2*s, double* e)
{
if (s->top == -1) return false;
*e = s->data[s->top];
s->top--;
return true;
}
bool Push2(SqStack2* s, double e)
{
if (s->top == 1000 - 1) return false;
s->top++;
s->data[s->top] = e;
return true;
}
bool GetTop2(SqStack2* s, double* e)
{
if (s->top == -1) return false;
*e = s->data[s->top];
return true;
}
void DestroyStack2(SqStack2* s)
{
free(s);
}
double compvalue(char postexp[])
{
double a, b, c, d;
double* p1 = &a, * p2 = &b, * p3 = &c;
double* e = (double*)malloc(sizeof(double));
SqStack2* Opnd = InitStack2();
while (*postexp != '\0')
{
switch (*postexp)
{
case '+':
{
Pop2(Opnd, p1);
Pop2(Opnd, p2);
*p3 = *p2 + *p1;
Push2(Opnd, *p3);
break;
}
case '-':
{
Pop2(Opnd, p1);
Pop2(Opnd, p2);
*p3 = *p2 - *p1;
Push2(Opnd, *p3);
break;
}
case '*':
{
Pop2(Opnd, p1);
Pop2(Opnd, p2);
*p3 = *p2 * (*p1);
Push2(Opnd, *p3);
break;
}
case '/':
{
Pop2(Opnd, p1);
Pop2(Opnd, p2);
if (*p1 == 0)
{
printf("分母为零,程序错误\n");
exit(0);
}
*p3 = *p2 / (*p1);
Push2(Opnd, *p3);
break;
}
default:
{
d = 0;
while (*postexp >= '0' && *postexp <= '9')
{
d = d * 10 + (*postexp - '0');//下标和指针只用一个（一定要记住）
postexp++;
}
Push2(Opnd, d);
break;//好习惯
}
}
postexp++;
}
GetTop2(Opnd, e);
DestroyStack2(Opnd);
return *e;
}
int main()
{
char exp[100] = "(56-20)/(4+2)";
char postexp[100];
printf("初始表达式:%s\n", exp);
trans(exp, postexp);
printf("后缀表达式:%s\n", postexp);
printf("表达式的值为:%.2lf\n", compvalue(postexp));
return 0;
}总结：
利用栈的特性巧妙的解决（大家一定要自己动手实践一下），代码看起来很长其实很多都是栈的基本运算。（看到这里点个赞👍呗，辛苦啦）
文章来源:https://blog.csdn.net/2301_80035594/article/details/135208650
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