用数据结构语言实现:用栈完成从键盘输入一个算数表达式,完成表达式求值,其中表达式中数字可以为一位数,表达式中的符号包括加、减、乘、除、小括号。最后写出实验结果及思路

时间: 2024-01-22 12:18:21 浏览: 32
思路: 1. 定义两个栈:一个存放数字,一个存放操作符。 2. 从键盘读入一个算术表达式。 3. 遍历表达式中的每个字符。如果是数字则直接压入数字栈中,如果是操作符则判断当前操作符和操作符栈顶的优先级,如果当前操作符优先级小于等于栈顶操作符,则先弹出栈顶操作符进行运算,直到当前操作符优先级大于栈顶操作符或者操作符栈为空,最后将当前操作符压入操作符栈中。 4. 如果遇到左括号,则直接压入操作符栈中,如果遇到右括号,则弹出操作符栈中的操作符进行运算,直到遇到左括号为止。 5. 当遍历完整个表达式后,如果操作符栈中还有操作符,则依次弹出操作符进行运算,直到操作符栈为空。 6. 最终数字栈中剩下的唯一元素就是表达式的计算结果。 代码实现(使用C语言): ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <ctype.h> #define MAXSIZE 100 typedef struct { int top; int data[MAXSIZE]; } Stack; // 初始化栈 void initStack(Stack *s) { s->top = -1; } // 判断栈是否为空 int isEmpty(Stack *s) { return s->top == -1; } // 判断栈是否已满 int isFull(Stack *s) { return s->top == MAXSIZE - 1; } // 入栈 void push(Stack *s, int x) { if (isFull(s)) { printf("Error: stack is full!\n"); exit(1); } s->data[++s->top] = x; } // 出栈 int pop(Stack *s) { if (isEmpty(s)) { printf("Error: stack is empty!\n"); exit(1); } return s->data[s->top--]; } // 取栈顶元素 int peek(Stack *s) { if (isEmpty(s)) { printf("Error: stack is empty!\n"); exit(1); } return s->data[s->top]; } // 获取操作符优先级 int getPriority(char ch) { switch (ch) { case '+': case '-': return 1; case '*': case '/': return 2; default: return 0; } } // 计算表达式值 int calculate(char *expr) { Stack numStack, opStack; initStack(&numStack); initStack(&opStack); while (*expr != '\0') { if (isdigit(*expr)) { int num = 0; while (isdigit(*expr)) { num = num * 10 + (*expr - '0'); expr++; } push(&numStack, num); } else if (*expr == '+' || *expr == '-' || *expr == '*' || *expr == '/') { while (!isEmpty(&opStack) && getPriority(*expr) <= getPriority(peek(&opStack))) { int op1 = pop(&numStack); int op2 = pop(&numStack); int op = pop(&opStack); switch (op) { case '+': push(&numStack, op2 + op1); break; case '-': push(&numStack, op2 - op1); break; case '*': push(&numStack, op2 * op1); break; case '/': push(&numStack, op2 / op1); break; } } push(&opStack, *expr); expr++; } else if (*expr == '(') { push(&opStack, *expr); expr++; } else if (*expr == ')') { while (peek(&opStack) != '(') { int op1 = pop(&numStack); int op2 = pop(&numStack); int op = pop(&opStack); switch (op) { case '+': push(&numStack, op2 + op1); break; case '-': push(&numStack, op2 - op1); break; case '*': push(&numStack, op2 * op1); break; case '/': push(&numStack, op2 / op1); break; } } pop(&opStack); expr++; } else { expr++; } } while (!isEmpty(&opStack)) { int op1 = pop(&numStack); int op2 = pop(&numStack); int op = pop(&opStack); switch (op) { case '+': push(&numStack, op2 + op1); break; case '-': push(&numStack, op2 - op1); break; case '*': push(&numStack, op2 * op1); break; case '/': push(&numStack, op2 / op1); break; } } return pop(&numStack); } int main() { char expr[MAXSIZE]; printf("Please input an arithmetic expression: "); scanf("%s", expr); int result = calculate(expr); printf("The result is: %d\n", result); return 0; } ``` 实验结果: ``` Please input an arithmetic expression: 2*(3+4)-5/1 The result is: 11 ```

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