如何使用C语言实现一个支持括号的算术表达式求值器?请详细介绍其工作原理和关键步骤。
时间: 2024-12-09 10:29:02 浏览: 21
在C语言中实现一个支持括号的算术表达式求值器,核心在于理解和应用栈(SqStack)以及操作符优先级。这一过程通常涉及以下几个关键步骤:
参考资源链接:[C语言实现表达式求值:栈的应用与操作符优先级](https://wenku.csdn.net/doc/50heq8i17q?spm=1055.2569.3001.10343)
首先,初始化栈。我们使用`InitStack`函数初始化两个栈:`resultStack`用于存放最终结果,`tempStack`用于临时存储运算符。这一步骤包括分配初始的内存空间,并设置栈顶指针。
然后,我们需要处理输入的算术表达式。输入通常是一个字符串,可以通过`fgets`函数从标准输入获取。预处理阶段,我们应检查输入的合法性,并去除可能的空格,以简化后续处理。
构建符号表和处理运算符是整个表达式求值的关键。在遍历表达式字符串时,我们会遇到数字和运算符。对于数字,我们直接将其转换为数值并压入`resultStack`。遇到运算符时,我们比较其与`tempStack`栈顶运算符的优先级。如果新遇到的运算符优先级更高,或者`tempStack`为空,或者栈顶运算符是左括号时,新运算符将被压入`tempStack`。如果优先级较低或相等,我们需要从`tempStack`中弹出运算符并执行运算,直至栈顶运算符的优先级高于或等于当前运算符,然后将当前运算符压入`tempStack`。
对于括号的处理,需要特别注意。当遇到左括号`(`时,我们将其视为优先级最高的运算符,直接压入`tempStack`;遇到右括号`)`时,我们需要从`tempStack`中弹出所有运算符并执行运算,直到遇到左括号为止。左括号本身不参与运算,仅作为标记使用。
在所有运算符和数字处理完成后,我们检查`tempStack`中是否还有运算符。如果有,我们需要继续从栈中弹出运算符并执行运算,直至`tempStack`为空。此时,`resultStack`中剩下的唯一元素即为整个表达式的结果。
最后,输出结果或进行清理工作。将`resultStack`栈顶元素弹出,转换为数值类型并输出。如果程序在处理过程中未发生错误,返回`ok1`状态。
具体实现时,还需考虑动态内存分配的问题。在`Push`函数中,如果栈已满,需要重新分配更大的内存空间,以确保能够压入新的元素。
整个表达式求值器的实现,是对栈操作、运算符优先级处理以及C语言动态内存管理的综合应用。为了更深入理解这些概念,我推荐阅读《C语言实现表达式求值:栈的应用与操作符优先级》这份资源,它详细介绍了上述所有关键步骤,并提供了代码示例和深入分析。
参考资源链接:[C语言实现表达式求值:栈的应用与操作符优先级](https://wenku.csdn.net/doc/50heq8i17q?spm=1055.2569.3001.10343)
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