设计一个程序,使用算符优先法对算术表达式求值。要求:用C语言写,(1) 实现栈的顺序存储结构的基本操作,包括初始化栈、清空栈、入栈、出栈、取栈顶元素等。 (2) 以字符序列的形式从终端输入语法正确的、不含变量的整数表达式。利用算符优先关系,实现对算术四则混合运算表达式的求值。
时间: 2024-11-10 08:25:59 浏览: 22
设计一个程序,演示用算符优先法对算术表达式求值的过程
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设计这样一个程序,我们可以使用C语言结合栈的数据结构来处理算术表达式。首先,我们需要创建一个栈结构体,包含数据元素和一些基本操作。以下是栈的基本操作的C语言实现:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define MAX_SIZE 100
typedef struct StackNode {
int data;
struct StackNode* next;
} StackNode;
typedef struct {
StackNode* top;
int size;
} Stack;
// 初始化栈
Stack* initStack() {
Stack* s = (Stack*)malloc(sizeof(Stack));
s->top = NULL;
s->size = 0;
return s;
}
// 清空栈
void clearStack(Stack* s) {
while (s->top != NULL) {
StackNode* temp = s->top;
s->top = s->top->next;
free(temp);
}
s->size = 0;
}
// 入栈
void push(Stack* s, int value) {
StackNode* newNode = (StackNode*)malloc(sizeof(StackNode));
newNode->data = value;
newNode->next = s->top;
s->top = newNode;
s->size++;
}
// 出栈
int pop(Stack* s) {
if (s->top == NULL)
return -1;
int value = s->top->data;
StackNode* temp = s->top;
s->top = s->top->next;
free(temp);
s->size--;
return value;
}
// 取栈顶元素
int getTop(Stack* s) {
if (s->top == NULL)
return -1;
return s->top->data;
}
```
接下来,我们将编写一个解析和计算表达式的函数,利用堆栈的特性处理运算符优先级:
```c
int calculate(char* expression) {
Stack* numStack = initStack(); // 创建数字栈
for (char* token = expression; *token != '\0'; token++) {
if (*token >= '0' && *token <= '9') { // 数字
int num = 0;
while (*token >= '0' && *token <= '9') {
num = num * 10 + *token - '0';
token++;
}
push(numStack, num);
} else if (*token == '+' || *token == '-') { // 加减运算符
int op2 = pop(numStack);
int op1 = pop(numStack);
if (*token == '+')
push(numStack, op1 + op2);
else
push(numStack, op1 - op2);
} else if (*token == '*' || *token == '/') { // 乘除运算符
int op2 = pop(numStack);
int op1 = pop(numStack);
if (*token == '*')
push(numStack, op1 * op2);
else
push(numStack, op1 / op2);
} else if (*token == '(') { // 开始一个新的表达式
// 省略处理嵌套括号的部分,此处仅作为一个简化版本示例
} else if (*token == ')') { // 结束当前运算
break;
} else {
printf("Invalid character %c\n", *token);
return -1;
}
}
// 最终结果应位于数字栈顶部
int result = pop(numStack);
clearStack(numStack); // 清理数字栈
return result;
}
int main() {
char input[100];
printf("Enter an arithmetic expression without variables: ");
fgets(input, sizeof(input), stdin);
input[strlen(input) - 1] = '\0'; // remove newline at the end
int result = calculate(input);
if (result != -1)
printf("The result is: %d\n", result);
else
printf("Error in expression.\n");
return 0;
}
```
这个程序允许用户通过命令行输入一个算术表达式,按照算符优先级规则进行求值。注意,这只是一个基础的实现,实际应用中可能需要处理更多复杂情况,如括号匹配、更复杂的运算符优先级等等。
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