语言课程设计输入一个表达式输出其结果

1、课 程 设 计 报 告课程名称C语言程序设计课题名称 输入一个表达式，输出其结果 专 业 通信工程 班 级 通信1101 学 号 27 姓 名 皮锋 指导教师 罗雅博 彭祯 曹燚 2012年 6月 29 日湖南工程学院课 程 设 计 任 务 书课程名称 C语言程序设计 课 题 输入一个表达式，输出其结果 专业班级 通信1101 学生姓名 皮锋 学 号 27 指导老师 罗雅博 彭祯 曹燚审 批 任务书下达日期 2012 年 6 月 15 日任务完成日期 2012 年 6 月 29日一、设计思想两种算法首先都要建立两个栈，一个是存放操作数的数栈OdStack，一个是存放运算符的符栈OpStack。

2、数栈采用double型的用来存放浮点数，符栈采用char型的用来存放运算符，由于考虑到运算符有优先级的问题，所以事先做了一个Type用来存储运算符的优先级。栈建立好了之后做栈的相关操作，初始化栈，入栈，出栈，看栈顶。其中入栈要判满，出栈和看栈顶要判空。中缀转后缀再计算的算法。此算法的基本思路是先将中缀表达式转换成后缀表达式，之后再利用后缀表达式的算法对表达式进行计算。首先，用一个char数组将中缀表达式读入，对数组中的每一个元素进行处理，区分哪些是数，哪些是运算符。如果是数元素（或小数点元素），则依次存入用来存储后缀表达式的char数组，直到一个整合数存完之后用空格将其与后面的元素分开。如果是

3、运算符元素，则根据当前运算符的优先级和栈里面的运算符的优先级进行处理。如果栈内元素的优先级小于当前元素的优先级或者栈内为空，则将当前运算符入栈；如果栈内元素的优先级大于等于当前元素的，则依次将出栈元素存入后缀表达式，并用空格将其与后面的元素分开，直到栈内元素的优先级小或者栈内为空。对于左括号来说，无条件进栈，并只在有右括号出现的时候才有可能出栈。对于右括号来说，无条件让栈内元素出栈，直到左括号出栈。依次将每个元素进行处理直到中缀表达式索引完毕。至此，已经实现了将中缀表达式转换成了后缀表达式，在数组的最后加上结束符以便下一步的调用。第二步，读出后缀表达式并进行计算。如果索引到空格则将索引标志后推

4、1位。之后要先对char型的数字元素进行整合，从后缀表达式中依次取出数字元素（连同小数点）存入一个新的char型数组，直到一整个数取完后通过atof函数将char型转换成浮点型存入数栈，并将新数组初始化用来存储下一个数。如果是索引到运算符，则在数栈中出栈两个数字与当前运算符进行运算，先出栈的数字放在运算符后面，后出栈的数字放在运算符的前面，将运算以后的结果再次存入数栈。依次进行计算直到后缀表达式索引完毕。此时对栈内剩余元素进行操作。每在符栈出栈一个运算符，就从数栈出栈两个数进行计算，算法同上，将运算以后的结果再次存入数栈。循环操作直到符栈栈空，此时数栈出栈元素即为最后结果。二、算法流程图中缀转

5、后缀再计算的算法分两个流程，第一步是中缀表达式转换成后缀表达式；图1 中缀转后缀算法流程图第二步是将后缀表达式进行计算输出。三调试分析过程描述1.首先，设计的程序每运行一次只能进行一次计算:int main()printf( *欢迎进入小型计算器*n请输入算术表达式:);char strN; double result; scanf(%s,str);result=Calu(str); printf(输出计算结果: %fn,result);为了改进程序，我在主函数里加了一个循环：int main()int a;printf( *欢迎进入小型计算器*n请输入算术表达式:);for(a=0;a+)c

6、har strN; double result; scanf(%s,str);result=Calu(str); printf(输出计算结果: %fn,result);printf();2. 为了人性化原则，想什么时候退出计算就退出计算，我对程序又进行了改进，输入字母e退出计算：if(exp1index1=() tempsign.Type=exp1index1;tempsign.level=-1; OpPush(&OpStack,&tempsign);index1+;else if(exp1index1=) while(OpPeek(&OpStack).level != -1) exp2ind

7、ex2=OpPop(&OpStack).Type;index2+;exp2index2= ; index2+; OpPop(&OpStack); index1+; else if(exp1index1=e) /*exit(0); elseError();四程序运行结果五程序源代码#include#include#include#define N 100/*N为数栈和表达式数组容量*/#define M 100/*M为符栈和其他数组容量*/typedef struct /*定义运算符类型，level为运算符等级*/char Type;int level;Type;/*做一个Type用来存储运算符

8、的优先级*/typedef struct /*定义数栈*/double stackN;int top;OdStack;typedef struct /*定义符栈*/Type stackM;int top;OpStack;void Init_OdStack(OdStack *s) /*定义初始化数栈*/ (*s).top=0; /初始化栈顶，赋等级0值void OdPush(OdStack *s,double n) /*进数栈*/if(*s).top=N-1) /*如果栈满则报错退出程序*/ Error();else(*s).stack(*s ).top=n;/将数栈中的值变为n(*s).top

9、+;/栈顶的值加1double OdPop(OdStack *s) /*定义出数栈*/if (*s).top=0) /*如果栈空则报错退出程序*/Error();else(*s).top-;/栈顶的值减1return (*s).stack(*s).top;/返回数栈中的值void Init_OpStack(OpStack *s) /*定义初始化符栈*/ (*s).top=0; /初始化栈顶，赋等级0值void OpPush(OpStack *s,Type *sign) /*定义进符栈*/if(*s).top=M-1) /*如果栈满则报错退出程序*/Error();else(*s).stack(

10、*s).top=*sign;(*s).top+;/栈顶的值加1Type OpPop(OpStack *s) /*定义出符栈*/if (*s).top=0) /*栈空则报错退出程序*/ Error();else(*s).top-;return (*s).stack(*s).top;/返回符栈的值Type OpPeek(OpStack *s) /*定义看符栈顶*/Type ren;if (*s).top=0) /*判栈空，空则赋等级0值*/ren.level=0;/运算优先级为等级0值return ren;elsereturn (*s).stack(*s).top-1;int Error() /*

11、报错函数*/printf(输入错误！n);exit(1);int Com(char tempch) /*定义运算符等级*/int level; /*给不同运算符定级*/switch (tempch) case +:case -:level=1;break;case *:case /:level=2;break; return level;/返回运算符等级double Oper(double a,double b,char tempch) /*定义运算过程*/double ren;switch (tempch) /*对不同运算符执行运算并返回结果*/ case +:ren=b+a;break;c

12、ase -:ren=b-a;break;case *:ren=b*a;break;case /:ren=b/a;break; return ren;double Calu(char *exp1)/OdStack OdStack; /*定义数栈*/OpStack OpStack; /*定义符栈*/Type tempsign; /*定义Type型运算符*/char exp2N,tempexpM,tempch; /*定义后缀表达式数组exp2，整合数组tempexp，tempch为运算符*/int index1,index2,tempindex;/*index1为主要索引，index2为次要索引，t

13、empindex为附加索引*/double number,a,b,c; /*number为整合数，a、b、c为运算数*/ Init_OdStack(&OdStack); /*初始化数栈*/Init_OpStack(&OpStack); /*初始化符栈*/index1=0; /*初始化索引，附加索引*/index2=0;tempindex=0;tempexp0=0; /*初始化整合数组*/while(exp1index1!=0) /*处理初始表达式转化成后缀表达式*/ if(exp1index1=0& exp1index1=0& exp1index1=tempsign.level) /*当栈中符

14、的等级大于当前等级时则取出符存入后缀表达式*/exp2index2=OpPop(&OpStack).Type;index2+;exp2index2= ; /*每两个运算符之间用空格分开*/index2+;OpPush(&OpStack,&tempsign); /*结束后将当前运算符入栈*/index1+; else if(exp1index1=() /*如果是左括号则无条件进栈*/ tempsign.Type=exp1index1;tempsign.level=-1; /*进栈后等级为-1，以便遇到右括号出栈*/OpPush(&OpStack,&tempsign);index1+; else

15、if(exp1index1=) /*右括号规则*/ while(OpPeek(&OpStack).level != -1) /*遇到右括号则不断出栈存入后缀表达式直到寻到左括号*/ exp2index2=OpPop(&OpStack).Type;index2+;exp2index2= ; /*每两个运算符之间用空格分开*/index2+; OpPop(&OpStack); /*直到遇到左括号将左括号出栈*/index1+; else if(exp1index1=e) exit(0);else/*如果输入了非法字符则报错退出程序*/Error(); while(OpPeek(&OpStack).

16、level !=0) /*原表达式结束后对栈进行操作直到栈空*/ if(OpPeek(&OpStack).level=-1) /*如果有为用掉的左括号则报错退出程序*/Error();exp2index2=OpPop(&OpStack).Type;index2+;exp2index2= ;index2+; exp2index2=0 ; /*最后结束后缀表达式*/index1=0; /*索引归零，开始计算结果*/while(exp2index1 != 0) /*循环直到后缀表达式结束*/if(exp2index1=0& exp2index1=0& exp2index1=9) | exp2inde

17、x1=. ) /*用附加索引判断数的长度并整合入整合数组*/tempexptempindex=exp2index1;index1+; tempindex+;tempexptempindex=0; /*结束整合数组*/if( tempexp0 != 0) /*如果整合数组有值则转换成浮点型存入数栈*/ number = atof(tempexp);OdPush(&OdStack ,number);tempexp0=0; /*入栈后初始化整合数组和附加索引以便下次整合*/tempindex=0; elseif(exp2index1= ) /*判断空格，有则跳过*/while(exp2index1=

18、 )index1+;elseif(exp2index1=+|exp2index1=-|exp2index1=*|exp2index1=/) /*对加减乘除进行运算*/a=OdPop(&OdStack);b=OdPop(&OdStack);tempch=(exp2index1);c=Oper(a,b,tempch);OdPush(&OdStack,c); /*将计算结果放入数栈*/index1+;return OdPop(&OdStack) ; /*弹出结果*/int main()int a;printf( *欢迎进入小型计算器*n字母e结输入束计算！n请输入算术表达式:);for(a=0;a+)char str