用c语言数据结构实现计算表达式为(5-4)*4-2+1,首行输入一个数字,表示运算命令的总个数,其余每行表示一个运算命令:包括运算操作符和操作数。运算操作符有只有Add、Sub、Mul,即加法、减法、乘法三种。并给出详细注释

时间: 2024-05-27 09:14:17 浏览: 84
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数据结构c语言版.docx

#include <stdio.h> #include <stdlib.h> // 定义操作符枚举类型 typedef enum { Add, Sub, Mul } Operator; // 定义操作数结构体 typedef struct { int value; // 操作数的值 int is_operand; // 是否是操作数 } Operand; // 定义表达式节点结构体 typedef struct ExpressionNode { Operand operand; // 操作数 Operator operator; // 操作符 struct ExpressionNode *left; // 左子节点 struct ExpressionNode *right; // 右子节点 } ExpressionNode; // 创建操作数节点 ExpressionNode* create_operand_node(int value) { ExpressionNode *node = (ExpressionNode*)malloc(sizeof(ExpressionNode)); node->operand.value = value; node->operand.is_operand = 1; node->operator = Add; // 默认为加法 node->left = NULL; node->right = NULL; return node; } // 创建操作符节点 ExpressionNode* create_operator_node(Operator op) { ExpressionNode *node = (ExpressionNode*)malloc(sizeof(ExpressionNode)); node->operand.is_operand = 0; node->operator = op; node->left = NULL; node->right = NULL; return node; } // 根据字符串获取操作符 Operator get_operator(char *op_str) { if (op_str[0] == '+') { return Add; } else if (op_str[0] == '-') { return Sub; } else if (op_str[0] == '*') { return Mul; } else { printf("Invalid operator %s\n", op_str); exit(1); } } // 根据字符串获取操作数 Operand get_operand(char *op_str) { Operand operand; operand.is_operand = 1; operand.value = atoi(op_str); return operand; } // 递归释放表达式节点 void free_expression_tree(ExpressionNode *root) { if (root == NULL) { return; } free_expression_tree(root->left); free_expression_tree(root->right); free(root); } // 构建表达式树 ExpressionNode* build_expression_tree(char *ops[], int n) { ExpressionNode *root = NULL; ExpressionNode *cur = NULL; int i; for (i = 0; i < n; i++) { char *op_str = ops[i]; if (cur == NULL) { // 如果当前节点为空,说明是第一个节点 if (op_str[0] >= '0' && op_str[0] <= '9') { // 如果是数字,创建操作数节点,并赋值给根节点 root = create_operand_node(atoi(op_str)); } else { // 如果是操作符,创建操作符节点,并赋值给根节点 root = create_operator_node(get_operator(op_str)); } cur = root; } else { // 如果当前节点不为空,说明已经有根节点了,需要构建子树 if (op_str[0] >= '0' && op_str[0] <= '9') { // 如果是数字,创建操作数节点,并赋值给左子节点或右子节点 ExpressionNode *node = create_operand_node(atoi(op_str)); if (cur->left == NULL) { cur->left = node; } else if (cur->right == NULL) { cur->right = node; } else { // 如果左右子节点都已经有值了,说明根节点和左子树都已经构建好了,需要新建一个根节点,并将当前节点设置为新根节点的左子节点 ExpressionNode *new_root = create_operator_node(get_operator(op_str)); new_root->left = cur; cur = new_root; } } else { // 如果是操作符,创建操作符节点,并赋值给当前节点的操作符 cur->operator = get_operator(op_str); } } // 如果当前节点的左右子节点都不为空,则说明当前节点已经构建好了,需要将当前节点设置为父节点 if (cur->left != NULL && cur->right != NULL) { ExpressionNode *parent = create_operator_node(Add); // 父节点默认为加法 parent->left = cur; cur = parent; } } return root; } // 计算表达式树的值 int evaluate_expression_tree(ExpressionNode *root) { if (root == NULL) { return 0; } if (root->operand.is_operand) { return root->operand.value; } int left_val = evaluate_expression_tree(root->left); int right_val = evaluate_expression_tree(root->right); switch (root->operator) { case Add: return left_val + right_val; case Sub: return left_val - right_val; case Mul: return left_val * right_val; default: printf("Invalid operator\n"); exit(1); } } int main() { int n; // 运算命令的总个数 scanf("%d", &n); int i, j; for (i = 0; i < n; i++) { int m; // 运算命令中操作数和操作符的总个数 scanf("%d", &m); char *ops[m]; // 保存运算命令中的操作数和操作符 for (j = 0; j < m; j++) { char op_str[10]; // 操作数或操作符的字符串表示 scanf("%s", op_str); ops[j] = op_str; } ExpressionNode *root = build_expression_tree(ops, m); int result = evaluate_expression_tree(root); printf("%d\n", result); free_expression_tree(root); } return 0; }
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