数据结构与算法设计实验

1、数据结构与算法设计实验报告实验二学院：自动化学院班级：学号：姓名： 一、实验目的 按照四则运算加、减、乘、除、幂（）和括号的优先关系和惯例，编写计算器程序。二、实验内容 简单计算器。请按照四则运算加、减、乘、除、幂（）和括号的优先关系和惯例，编写计算器程序。要求： 从键盘输入一个完整的表达式，以回车作为表达式输入结束的标志。 输入表达式中的数值均为大于等于零的整数。中间的计算过程如果出现小数也只取整。例如，输入：4+2*5=输出：14 输入：(4+2)*(2-10)=输出：-48三、程序设计 概要设计1、宏定义#define TRUE 1#define FALSE 0#define OK 1#

2、define ERROR 02、基本函数：（1）void InitStack_char(SqStack *S) /char型栈初始化（2）void InitStack_int(sqStack *S) /int型栈初始化（3）void Push_char(SqStack *S,char ch) /char型元素进栈（4）void Push_int(sqStack *S,int num) /int型元素进栈（5）char GetTop_char(SqStack *S) /取char型栈顶元素（6）int GetTop_int(sqStack *S) /取int型栈顶元素（7）Status In(c

3、har c) /判断是否为运算符，若是运算符则返回，否则返回（8）char Precede(char a,char b) /判断两运算符的先后次序（9）Status Pop_char(SqStack *S,char &x) /char型栈出栈（10）Status Pop_int(sqStack *S,int &x) /int型栈出栈（11）int Operate(int a,char theta,int b) /计算a和b运算结果3、流程图详细设计数据类型typedef struct node /构造char型栈char ch;struct node *next;node; t

4、ypedef struct struct node *base;struct node *top;SqStack;typedef struct lnode /构造int型栈int num;struct lnode *next;lnode; typedef struct struct lnode *base;struct lnode *top;sqStack; 操作部分void InitStack_char(SqStack *S)S->base = (node *)malloc(sizeof(node);S->base->next=NULL;S->top = S->

5、base; /char型栈初始化void InitStack_int(sqStack *S)S->base = (lnode *)malloc(sizeof(lnode);S->base->next=NULL;S->top = S->base; /int型栈初始化void Push_char(SqStack *S,char ch)node *p;p=(node*)malloc(sizeof(node);p->ch=ch;p->next=S->top;S->top=p; /char型元素进栈Status Push_int(sqStack *S

6、,int num) lnode *p;p=(lnode*)malloc(sizeof(lnode);p->num=num;p->next=S->top;S->top=p;return OK; /int型元素进栈char GetTop_char(SqStack *S)return (S->top->ch); /取char型栈顶元素int GetTop_int(sqStack *S)return (S->top->num); /取int型栈顶元素Status Pop_char(SqStack *S,char &x)if(S->base

7、= S->top)return ERROR;node *p;p=S->top;x=p->ch;S->top=p->next;free(p);return OK; /char型栈出栈Status Pop_int(sqStack *S,int &x)if(S->base = S->top)return ERROR; lnode *p;p=S->top;x=p->num;S->top=p->next;free(p);return OK; /int型栈出栈计算功能int Operate(int a,char theta,int

8、b)int i,z = 1;switch(theta)case '+':z = (a + b);break;case '-':z = (a - b);break;case '*':z = (a * b);break;case '/':z = (a / b);break;case '':for(i = 1;i<=b;i+)z = z*a;break;return (z); /计算a和b运算结果Status In(char c)if(c='+'|c='-'|c='*'

9、;|c='/'|c='('|c=')'|c='='|c='')return OK;elsereturn ERROR; /判断是否为运算符char Precede(char a,char b)if(a='+'|a='-')if(b='+'|b='-'|b=')'|b='=')return '>'elsereturn '<'if(a='*'|a='/'

10、;)if(b='('|b='')return '<'elsereturn '>'if(a='(')if(b=')')return '='elsereturn '<'if(a=')')if(b!='(')return '>'if(a='#')if(b='=')return '='elsereturn '<'if(a='&#

11、39;)return ('>'); /判断两运算符的先后次序主函数int main() /主函数char c,x,theta;int a,b,c1; /定义变量SqStack OPTR; /定义字符栈sqStack OPNR; /定义整型栈InitStack_char(&OPTR); /初始化InitStack_int(&OPNR); /初始化Push_char(&OPTR,'#'); /将字符型栈底设为#c = getchar(); /从键盘输入得到字符while(c!='='|GetTop_char(&O

12、PTR)!='#') /判定是否执行循环if(!In(c)c1 = 0;while(!In(c)c1 = c1*10+c-'0'c = getchar();Push_int(&OPNR,c1); /当扫描字符不是运算符时，转化为整型数存入栈中elseswitch(Precede(GetTop_char(&OPTR),c) /判定运算符的优先关系case '<':Push_char(&OPTR,c);c = getchar();break; /当前运算符优先级高，存入char栈case '=':Pop_

13、char(&OPTR,c);c = getchar();break; /运算符次序相等，存入char栈case '>': /当前运算符优先级低Pop_char(&OPTR,theta);Pop_int(&OPNR,b);Pop_int(&OPNR,a);Push_int(&OPNR, Operate(a,theta,b);/计算运算结果，并存入int栈break; /继续循环printf("%dn",GetTop_int(&OPNR); /计算完成，取出int栈顶元素，并输出return 0;四、程序调试

14、分析编写程序的过程中遇到了很多的问题，最突出的两个问题就是整数和两位数的运算处理，一开始修改了主函数部分之后，原来可以执行一位数运算的程序出现了error，由于没有及时保存，并且之前的代码无法恢复，只得重新编写一次。第二次编写理清思路之后，在课本和网上资料的辅助下，终于成功的编出了程序并且可以完美执行。经验告诉了我在编程的时候一定要注意经常进行调试，只有学会调试才能处理好大程序的编写，否则极其容易出错。五、用户使用说明 1.运行程序，2.将整个表达式从键盘键入，以“=”结束，回车可得到结果。六、程序运行结果（1）输入：（11+3）*5=输出：70（2）输入：(31-13)/(9-3)=输出：6

15、七、程序清单#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#define TRUE 1#define FALSE 0#define OK 1#define ERROR 0typedef int Status;typedef struct node /构造char型栈char ch;struct node *next;node; typedef struct struct node *base;struct node *top;SqStack;typedef struct lnode /构造int型栈int num;struct lnode *ne

16、xt;lnode; typedef struct struct lnode *base;struct lnode *top;sqStack; void InitStack_char(SqStack *S)S->base = (node *)malloc(sizeof(node);S->base->next=NULL;S->top = S->base; /char型栈初始化void InitStack_int(sqStack *S)S->base = (lnode *)malloc(sizeof(lnode);S->base->next=NULL;

17、S->top = S->base; /int型栈初始化void Push_char(SqStack *S,char ch)node *p;p=(node*)malloc(sizeof(node);p->ch=ch;p->next=S->top;S->top=p; /char型元素进栈Status Push_int(sqStack *S,int num) lnode *p;p=(lnode*)malloc(sizeof(lnode);p->num=num;p->next=S->top;S->top=p;return OK; /int型元

18、素进栈char GetTop_char(SqStack *S)return (S->top->ch); /取char型栈顶元素int GetTop_int(sqStack *S)return (S->top->num); /取int型栈顶元素Status Pop_char(SqStack *S,char &x)if(S->base = S->top)return ERROR;node *p;p=S->top;x=p->ch;S->top=p->next;free(p);return OK; /char型栈出栈Status Po

19、p_int(sqStack *S,int &x)if(S->base = S->top)return ERROR; lnode *p;p=S->top;x=p->num;S->top=p->next;free(p);return OK; /int型栈出栈int Operate(int a,char theta,int b)int i,z = 1;switch(theta)case '+':z = (a + b);break;case '-':z = (a - b);break;case '*':z =

20、(a * b);break;case '/':z = (a / b);break;case '':for(i = 1;i<=b;i+)z = z*a;break;return (z); /计算a和b运算结果Status In(char c)if(c='+'|c='-'|c='*'|c='/'|c='('|c=')'|c='='|c='')return OK;elsereturn ERROR; /判断是否为运算符char Prece

21、de(char a,char b)if(a='+'|a='-')if(b='+'|b='-'|b=')'|b='=')return '>'elsereturn '<'if(a='*'|a='/')if(b='('|b='')return '<'elsereturn '>'if(a='(')if(b=')')return

22、 '='elsereturn '<'if(a=')')if(b!='(')return '>'if(a='#')if(b='=')return '='elsereturn '<'if(a='')return ('>'); /判断两运算符的先后次序int main() /主函数char c,x,theta;int a,b,c1; /定义变量SqStack OPTR; /定义字符栈sqStack OPNR; /定义整型栈InitStack_char(&OPTR);