c语言实现栈的表达式求值

时间: 2023-10-11 09:06:45 浏览: 72
栈可以用来实现表达式求值。下面是一种基于栈的表达式求值方法的 C 语言实现: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #define MAX_STACK_SIZE 100 typedef struct { int top; int data[MAX_STACK_SIZE]; } Stack; void init_stack(Stack *s) { s->top = -1; } int is_empty(Stack *s) { return s->top == -1; } int is_full(Stack *s) { return s->top == MAX_STACK_SIZE - 1; } void push(Stack *s, int item) { if (is_full(s)) { printf("Error: stack is full\n"); exit(EXIT_FAILURE); } s->top++; s->data[s->top] = item; } int pop(Stack *s) { if (is_empty(s)) { printf("Error: stack is empty\n"); exit(EXIT_FAILURE); } int item = s->data[s->top]; s->top--; return item; } int peek(Stack *s) { if (is_empty(s)) { printf("Error: stack is empty\n"); exit(EXIT_FAILURE); } return s->data[s->top]; } int is_operator(char c) { return c == '+' || c == '-' || c == '*' || c == '/'; } int evaluate(int operand1, int operand2, char operator) { switch (operator) { case '+': return operand1 + operand2; case '-': return operand1 - operand2; case '*': return operand1 * operand2; case '/': return operand1 / operand2; default: printf("Error: invalid operator\n"); exit(EXIT_FAILURE); } } int evaluate_expression(char *expression) { Stack operand_stack; Stack operator_stack; init_stack(&operand_stack); init_stack(&operator_stack); for (int i = 0; expression[i] != '\0'; i++) { char c = expression[i]; if (c == '(') { push(&operator_stack, c); } else if (c == ')') { while (peek(&operator_stack) != '(') { char op = pop(&operator_stack); int operand2 = pop(&operand_stack); int operand1 = pop(&operand_stack); int result = evaluate(operand1, operand2, op); push(&operand_stack, result); } pop(&operator_stack); // pop the '(' } else if (is_operator(c)) { while (!is_empty(&operator_stack) && peek(&operator_stack) != '(' && ((c == '*' || c == '/') || (peek(&operator_stack) == '+' || peek(&operator_stack) == '-'))) { char op = pop(&operator_stack); int operand2 = pop(&operand_stack); int operand1 = pop(&operand_stack); int result = evaluate(operand1, operand2, op); push(&operand_stack, result); } push(&operator_stack, c); } else if (c >= '0' && c <= '9') { int operand = c - '0'; while (expression[i + 1] >= '0' && expression[i + 1] <= '9') { operand = operand * 10 + (expression[i + 1] - '0'); i++; } push(&operand_stack, operand); } } while (!is_empty(&operator_stack)) { char op = pop(&operator_stack); int operand2 = pop(&operand_stack); int operand1 = pop(&operand_stack); int result = evaluate(operand1, operand2, op); push(&operand_stack, result); } return pop(&operand_stack); } int main() { char expression[] = "((2+3)*4)-5"; int result = evaluate_expression(expression); printf("%s = %d\n", expression, result); return 0; } ``` 该程序定义了一个 `Stack` 结构体,包含一个 `top` 成员变量和一个 `data` 整型数组,用于存储栈的元素。程序实现了栈的基本操作,包括初始化、判断栈是否为空或已满、入栈、出栈和获取栈顶元素等。同时,程序还实现了一个 `is_operator` 函数,用于判断一个字符是否为运算符;一个 `evaluate` 函数,用于计算两个操作数和一个运算符的结果;以及一个 `evaluate_expression` 函数,用于计算一个表达式的值。该函数首先创建两个栈,一个用于存储操作数,另一个用于存储运算符。接着,遍历表达式中的每个字符,根据字符的类型执行不同的操作,包括入栈、出栈、计算和压入栈等。最后,将操作数栈中的最终结果作为函数的返回值。 以上就是一个基于栈的表达式求值方法的 C 语言实现。

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