用栈的方法从文件读取表达式,判断表达式是否合理,将表达式转换成后缀形式,按后缀表达式求值;题目涉及加减乘除,带括弧的混合运算;随时可以退出;(2)从键盘输入表达式,利用算符优先原则求中缀表达式,并将表达式及其结果存入指定文件,可重复计算。
时间: 2024-09-14 20:11:37 浏览: 33
自定义栈中缀表达式转换为后缀表达式并求值
这个问题涉及到两个主要的编程任务:首先是使用栈来解析和计算中缀表达式,然后将中缀表达式转换为后缀表达式(也称为逆波兰表示法),并计算其值。第二个任务是处理从键盘输入的中缀表达式,使用算符优先解析,并将结果存储到文件中。以下是完成这些任务的方法和Python代码。
任务1:从文件读取中缀表达式并计算
```python
def is_operator(c):
return c in "+-*/"
def is_higher_precedence(op1, op2):
if op1 == '(' or op2 == ')':
return False
elif op1 == '(' or op2 == '(':
return True
else:
precedences = {'+': 1, '-': 1, '*': 2, '/': 2}
return precedences[op1] > precedences[op2]
def infix_to_postfix(expression):
stack = [] # 操作符栈
postfix = [] # 后缀表达式列表
for char in expression:
if char.isdigit(): # 如果是数字,直接添加到后缀表达式
postfix.append(char)
elif char == '(': # 左括号入栈
stack.append(char)
elif char == ')': # 遇到右括号,将栈中操作符弹出,直到遇到左括号
while stack and stack[-1] != '(':
postfix.append(stack.pop())
stack.pop() # 弹出左括号
elif is_operator(char): # 操作符处理
while stack and is_operator(stack[-1]) and is_higher_precedence(stack[-1], char):
postfix.append(stack.pop())
stack.append(char)
while stack: # 将栈中剩余的操作符弹出到后缀表达式
postfix.append(stack.pop())
return ''.join(postfix)
def evaluate_postfix(postfix):
stack = []
for char in postfix:
if char.isdigit(): # 如果是数字,压入栈中
stack.append(int(char))
elif is_operator(char): # 如果是操作符,从栈中弹出两个数字进行运算,将结果压栈
a = stack.pop()
b = stack.pop()
if char == '+':
stack.append(b + a)
elif char == '-':
stack.append(b - a)
elif char == '*':
stack.append(b * a)
elif char == '/':
stack.append(b / a)
return stack[0] # 栈顶元素为最终结果
# 从文件读取表达式并计算
def evaluate_expression_from_file(filename):
try:
with open(filename, 'r') as file:
expression = file.readline().strip()
if expression == 'exit':
return
postfix = infix_to_postfix(expression)
result = evaluate_postfix(postfix)
print(f"The result of '{expression}' is: {result}")
except FileNotFoundError:
print("File not found.")
# 假设有一个名为 'expressions.txt' 的文件包含中缀表达式
evaluate_expression_from_file('expressions.txt')
```
任务2:从键盘输入表达式并使用算符优先原则求中缀表达式
```python
def precedence(op):
precedences = {'+': 1, '-': 1, '*': 2, '/': 2}
return precedences[op] if op in precedences else 0
def apply_operator(operators, values):
op = operators.pop()
right = values.pop()
left = values.pop()
if op == '+': values.append(left + right)
elif op == '-': values.append(left - right)
elif op == '*': values.append(left * right)
elif op == '/': values.append(left / right)
def operator_precedence(operators, token):
while operators and precedence(operators[-1]) >= precedence(token):
apply_operator(operators, values)
operators.append(token)
def parse_expression(expression):
operators = []
values = []
i = 0
while i < len(expression):
if expression[i] == ' ':
i += 1
elif expression[i] == '(':
operator_precedence(operators, expression[i])
elif expression[i].isdigit():
j = i
while j < len(expression) and expression[j].isdigit():
j += 1
values.append(int(expression[i:j]))
i = j
elif expression[i] in "+-*/":
operator_precedence(operators, expression[i])
elif expression[i] == ')':
while operators[-1] != '(':
apply_operator(operators, values)
operators.pop() # 弹出左括号
else:
raise ValueError("Unexpected token: " + expression[i])
i += 1
while operators:
apply_operator(operators, values)
return values[0]
def calculate_and_store_result(expression, filename):
result = parse_expression(expression)
with open(filename, 'a') as file:
file.write(f"{expression} = {result}\n")
# 假设用户输入的表达式和结果存储到 'results.txt' 文件
expression = input("Enter an expression: ")
calculate_and_store_result(expression, 'results.txt')
```
请注意,上述代码仅作为示例,实际应用中可能需要更多的错误处理和优化。在实际应用中,你可能还需要考虑表达式的合法性检查,以及在文件读写过程中处理可能的异常。
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