使用C语言:1.表达式求值问题,应用“栈”编写一个计算器,要求: a)支持整数(长整型范围内)四则混合运算; b)输入应是中缀表达式,对不合法的输入应有提示; c)能够输出正确计算结果; d)示例如输入5(10-3)/7,输出结果5

好的，这是一个经典的表达式求值问题。我会用C语言来编写一个基于栈的计算器来解决这个问题。

首先，我们需要定义一个栈的结构体，用来存储表达式中的操作符和数字。

typedef struct {
    int top; // 栈顶指针
    int data[MAXSIZE]; // 栈中存储的数据
} Stack;

接下来，我们需要定义一些栈的基本操作，如入栈、出栈、获取栈顶元素等。

// 初始化栈
void init(Stack *s) {
    s->top = -1;
}

// 判断栈是否为空
int is_empty(Stack *s) {
    return s->top == -1;
}

// 判断栈是否已满
int is_full(Stack *s) {
    return s->top == MAXSIZE - 1;
}

// 入栈
void push(Stack *s, int x) {
    if (is_full(s)) {
        printf("Error: stack overflow\n");
        exit(1);
    }
    s->data[++s->top] = x;
}

// 出栈
int pop(Stack *s) {
    if (is_empty(s)) {
        printf("Error: stack underflow\n");
        exit(1);
    }
    return s->data[s->top--];
}

// 获取栈顶元素
int peek(Stack *s) {
    if (is_empty(s)) {
        printf("Error: stack underflow\n");
        exit(1);
    }
    return s->data[s->top];
}

现在，我们可以开始编写计算器的主函数了。首先，我们需要从用户输入中缀表达式，然后使用栈来处理表达式。

int main() {
    char expr[MAXSIZE]; // 存储用户输入的中缀表达式
    printf("请输入中缀表达式：");
    scanf("%s", expr);

    Stack op_stack; // 用于存储操作符的栈
    Stack num_stack; // 用于存储数字的栈
    init(&op_stack);
    init(&num_stack);

    // 遍历中缀表达式
    for (int i = 0; expr[i] != '\0'; i++) {
        if (isdigit(expr[i])) {
            // 如果是数字，直接入数字栈
            int num = 0;
            while (isdigit(expr[i])) {
                num = num * 10 + (expr[i] - '0');
                i++;
            }
            push(&num_stack, num);
            i--;
        } else if (expr[i] == '(') {
            // 如果是左括号，直接入操作符栈
            push(&op_stack, '(');
        } else if (expr[i] == ')') {
            // 如果是右括号，将操作符栈中的操作符弹出直到遇到左括号，并将计算结果入数字栈
            while (peek(&op_stack) != '(') {
                int b = pop(&num_stack);
                int a = pop(&num_stack);
                int op = pop(&op_stack);
                push(&num_stack, compute(op, a, b));
            }
            pop(&op_stack); // 弹出左括号
        } else if (is_operator(expr[i])) {
            // 如果是操作符，将其与操作符栈顶元素比较优先级
            while (!is_empty(&op_stack) && priority(peek(&op_stack)) >= priority(expr[i])) {
                int b = pop(&num_stack);
                int a = pop(&num_stack);
                int op = pop(&op_stack);
                push(&num_stack, compute(op, a, b));
            }
            push(&op_stack, expr[i]);
        } else {
            // 如果是非法字符，提示错误并退出程序
            printf("Error: invalid input\n");
            exit(1);
        }
    }

    // 处理完表达式后，将操作符栈中的所有操作符弹出并计算结果
    while (!is_empty(&op_stack)) {
        int b = pop(&num_stack);
        int a = pop(&num_stack);
        int op = pop(&op_stack);
        push(&num_stack, compute(op, a, b));
    }

    // 打印计算结果
    printf("计算结果：%d\n", pop(&num_stack));
    return 0;
}

其中，`is_operator`函数用于判断一个字符是否为操作符，`priority`函数用于比较两个操作符的优先级，`compute`函数用于计算两个数字的运算结果。

// 判断一个字符是否为操作符
int is_operator(char c) {
    return c == '+' || c == '-' || c == '*' || c == '/';
}

// 比较两个操作符的优先级
int priority(char op) {
    switch (op) {
        case '+':
        case '-':
            return 1;
        case '*':
        case '/':
            return 2;
        default:
            return 0;
    }
}

// 计算两个数字的运算结果
int compute(char op, int a, int b) {
    switch (op) {
        case '+':
            return a + b;
        case '-':
            return a - b;
        case '*':
            return a * b;
        case '/':
            return a / b;
        default:
            return 0;
    }
}

现在，我们可以编译并运行这个程序，输入一个中缀表达式，就可以得到正确的计算结果了。例如，输入`5*(10-3)/7`，程序会输出`计算结果：5`。