数据结构实习报告设计一个演示用运算优先法对算数表达式求值过程的程序

1、实习报告题目：设计一个演示用运算优先法对算数表达式求值过程的程序。班级： 姓名： 学号： 完成日期： 一、 需求分析1建立运算数栈SqStack1和运算符栈SqStack2辅助分析算符有限关系.2用户输入以“#”结尾的算数表达式，本程序需要用户自行输入表达式（运算符可以是加（+）；减（-）；乘（*）；除（/）；括号（），以字符形式读入，在读入的同时，完成运算符和运算数的识别处理，在识别出运算数的同时，要将其字符序列形式转换成整数形式。3在程序的适当位置输出运算符栈、运算数栈、输入字符和主要操作的内容，即演示运算操作。4测试数据见原题。5程序执行的命令包括：（1） 建立算数表达式；（2） 得到运

2、算表达式的值；（3） 演示运算过程。二、 概要设计1. 设定栈的抽象数据类型定义：ADT Stack数据对象 D ai | ai charSet, i=1,2,.,n, n0 数据关系： R1 <ai-1, ai >| ai-1, aiD, i=2,.,n （约定an 端为栈顶，a1 端为栈底）基本操作：InitStack（&S）操作结果：构造一个空栈S。Gettop(S,&e)初始条件：栈S已存在。操作结果：若栈S不空，则以e返回栈顶元素。Push(&S,e)初始条件：栈 S 已存在。操作结果：插入元素 e 为新的栈顶元素。Pop(&S,&

3、e)初始条件：栈 S 已存在且非空。操作结果：删除 S 的栈顶元素，并用 e 返回其值。ADT Stack2. 本程序包括三个模块（1）主程序模块：Void main( )初始化；函数； （2）栈模块实现栈抽象数据类型（3）运算模块实现运算并演示其过程模块各模块之间调用关系如下：主程序模块运算模块栈模块三、详细设计1、 元素类型、结点类型typedef structint *base;int *top;int stacksize;SqStack1;/操作数栈typedef structchar *base;char *top;int stacksize;SqStack2;/操作符栈2、 栈类型

4、typedef structchar *base;char *top;int stacksize;Stack;            /栈类型栈的基本操作设置如下：void InitStack(Stack &S)    /初始化，设S为空栈（S.top=NULL）Status GetTop(Stack S,ElemType e)   /若栈S不空，则以e带回栈顶元素并返回TRUE，否则返回FALSE

5、Status Push(Stack&S,ElemType e)  /若分配空间成功，则在S的栈顶插入新的栈顶元素e，并返回TRUE，  /否则返回FALSE其中部分操作的算法：Status Push(Stack &S,ElemType e)   /若分配空间成功，则在S的栈顶插入新的栈顶元素e，并返回TRUE；   /否则栈不变，并返回FALSE  if(MakeNode(p,e) P.next=S.top;S.top=p; S.size+; Return T

6、RUE; else return FALSE;Status Pop(Stack &S,ElemType &e)   /若栈不空，则删除S的栈顶元素并以e带回其值，且返回TRUE，   /否则返回FALSE，且e无意义  if(StackEmpty(S) return FALSE;  else  p=S.top;S.top=S.top->next;e=p->:data;S.size-;return TRUE;3、运算代码int Operate(int

7、 a,char theta,int b) /计算表达式值：主要是将大的表达式转化成小的表达式进行逐步求值 int c;if(theta='+') c=a+b;else if(theta='-') c=a-b;else if(theta='*') c=a*b;else c=a/b;return c;/Operateint result(SqStack1 *OPND,SqStack2 *OPTR) /求值char a=0;char theta;int b,c,number=0;IntInitStack(OPND);CharInitStack(OPTR

8、);CharPush(OPTR,'#');a=getchar();while(a!='#' | CharGetTop(OPTR)!='#') printf("输入字符：%c ",a);if(!In(a)/不是运算符则进栈number=0;while(!In(a)number = number*10 +(a-48);/处理多位整数z=10*x+ya = getchar();IntPush(OPND,number); printf("主要操作：Push(OPND,%d) ",number);else switc

9、h(Precede(a,CharGetTop(OPTR)case '<':CharPush(OPTR,a);a=getchar();printf("主要操作：Push(OPTR,%c) ",a);break;case '=':CharPop(OPTR);a=getchar();printf("主要操作：Pop(OPTR,%c) ",a);break;case '>':theta=CharPop(OPTR);c=IntPop(OPND);b=IntPop(OPND);IntPush(OPND,Op

10、erate(b,theta,c);printf("主要操作：Operate(%d,%c,%d) ",b,theta,c);break;printf("OPND栈：%d OPTR栈：%cn",IntGetTop(OPND),CharGetTop(OPTR);printf("The result is %d.n",IntGetTop(OPND); /打印输出表达式值return OK;4.主函数和其他函数的代码void main() /主函数，使用自定义函数完成功能 SqStack1 s1,*OPND;SqStack2 s2,*OPTR;

11、OPND=&s1;OPTR=&s2;printf("Please enter an expression with a end of '#'.n");printf("The Expression:");result(OPND,OPTR);char Precede(char a,char b)/运算优先级判断int i,j;char Table88= ' ','+','-','*','/','(',')','

12、;#','+','>','>','<','<','<','>','>','-','>','>','<','<','<','>','>','*','>','>','>',&

13、#39;>','<','>','>','/','>','>','>','>','<','>','>','(','<','<','<','<','<','=',' ',')',&

14、#39;>','>','>','>',' ','>','>','#','<','<','<','<','<',' ','=',; /优先级表格for(i=0;i<8;i+)if(Table0i=a) /纵坐标寻找break;for(j=0;j<8;j+) /横坐标寻找if(Tablej0=

15、b)break;return Tableji;int In(char c) /判断c是否为操作符if ( c='(' | c='+' | c='-' | c = '*' | c='/' | c=')' | c='#' | c='')return 1;/如果是操作符返回1elsereturn 0;/不是，返回05函数的调用关系图反映了演示程序的层次结构： mainresultInitStackPushGetTopInPrecedePop四、调试分析算术表达式求值程序较为

16、庞大，调试花费时间较多，主要是在for循环和while循环时容易出错，对于涉及的循环的操作开始和结束条件设置很关键。五、用户手册1. 本程序开发环境为VC 6.0，运行环境为dos操作系统，执行文件为：1.exe2. 运行该程序后,产生如下图所示的界面：3. 按照提示输入一组表达式。4. 输入完成后，按回车键。5. 屏幕上打印出对应于该表达式的后缀表达式。6. 打印表达式计算结果。六、测试结果1.2.34.七、附录源程序文件名清单：1.cpp /主程序1.exe /可执行文件stdio.h /程序中用到的头文件stdlib.h /程序中用到的头文件string.h /程序中用到的头文件math

17、.h /程序中用到的头文件程序代码：#include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<string.h>#include<math.h>#define STACK_INIT_SIZE 100#define STACKINCREMENT 10#define ERROR 0#define OK 1/*栈模块typedef struct SqStack1/运算数栈int *base;int *top;int stacksize;SqStack1; typedef struct SqStack2/运算符栈char

18、 *base;char *top;int stacksize;SqStack2; void IntInitStack(SqStack1 *S)S->base=(int *)malloc(STACK_INIT_SIZE*sizeof(int);if(!S->base) exit(ERROR);S->top=S->base;S->stacksize=STACK_INIT_SIZE;void CharInitStack(SqStack2 *S)S->base=(char *)malloc(STACK_INIT_SIZE*sizeof(char);if(!S->

19、;base) exit(ERROR);S->top=S->base;S->stacksize=STACK_INIT_SIZE;int IntGetTop(SqStack1 *S) /取栈顶元素 int e;if(*S).top=(*S).base) return 0;e=*(*S).top-1);return e;char CharGetTop(SqStack2 *S) /取栈顶元素 char e;if(*S).top=(*S).base) return 0;e=*(*S).top-1);return e;int IntPush(SqStack1 *S,int e)*(*S)

20、.top+=e;return OK;int CharPush(SqStack2 *S,char e)*(*S).top+=e;return OK;int IntPop(SqStack1 *S)int e;if(*S).top=(*S).base) return 0;e=*-(*S).top;return e;int CharPop(SqStack2 *S)char e;if(*S).top=(*S).base) return 0;e=*-(*S).top;return e;/*运算模块char Precede(char a,char b)/运算优先级判断int i,j;char Table88

21、= ' ','+','-','*','/','(',')','#','+','>','>','<','<','<','>','>','-','>','>','<','<','<'

22、;,'>','>','*','>','>','>','>','<','>','>','/','>','>','>','>','<','>','>','(','<','&l

23、t;','<','<','<','=',' ',')','>','>','>','>',' ','>','>','#','<','<','<','<','<',' ','='

24、;,; /优先级表格for(i=0;i<8;i+)if(Table0i=a) /纵坐标寻找break;for(j=0;j<8;j+) /横坐标寻找if(Tablej0=b)break;return Tableji;int Operate(int a,char theta,int b) /计算表达式值：主要是将大的表达式转化成小的表达式进行逐步求值 int c;if(theta='+') c=a+b;else if(theta='-') c=a-b;else if(theta='*') c=a*b;else c=a/b;return c

25、;/Operateint In(char c) /判断c是否为操作符if ( c='(' | c='+' | c='-' | c = '*' | c='/' | c=')' | c='#' | c='')return 1;/如果是操作符返回1elsereturn 0;/不是，返回0int result(SqStack1 *OPND,SqStack2 *OPTR) /求值char a=0;char theta;int b,c,number=0;IntInitStack(OPND);CharInitStack(OPTR);CharPush(OPTR,'#');a=getchar();while(a!='#' | CharGetTop(OPTR)!='#') printf("输入字符：%c ",a);if(!In(a)/不是运算符则进栈numb