C++四则运算表达式求值
时间: 2024-10-01 09:00:48 浏览: 31
在C++中,四则运算表达式的求值通常涉及到语法分析、计算顺序和数据类型处理。首先,你需要了解基本的算术运算符:加法 (+),减法 (-),乘法 (*), 和除法 (/)。C++也支持取模运算 (%), 自增 (++) 和自减 (--).
为了求解一个表达式,可以按照以下步骤进行:
1. **词法分析**:将输入字符串分解成一个个有意义的词汇,如数字、运算符等。
2. **语法分析**:构建解析树或中间表示(Intermediate Representation, IR),例如逆波兰表达式(Postfix Notation)。这一步通常会使用递归下降解析或者LL(1)分析器。
3. **优先级和结合性规则**:处理运算符的优先级和结合性,比如乘法和除法优先于加法和减法,括号可以改变运算的顺序。
4. **从左到右的计算**:遍历解析树,根据运算符的类型和操作数的值进行相应的计算。对于涉及赋值操作的表达式,注意区分赋值运算符 (=) 和算术运算符。
5. **结果处理**:最后得到整个表达式的结果。
如果需要编写一个完整的求值程序,你可能会选择使用栈数据结构来辅助计算过程。这里的关键在于正确地处理运算符的优先级和应用运算规则。
相关问题
c++设计简单计算器,能对浮点数四则运算表达式求值的正确代码
在C++中设计一个简单的计算器,可以使用递归解析器或者栈来解析四则运算表达式。下面是一个基于栈的简单实现,利用了`std::stack`以及一个临时变量来进行计算:
```cpp
#include <iostream>
#include <stack>
#include <cctype>
bool is_number(char ch) {
return (ch >= '0' && ch <= '9') || ch == '.';
}
double apply_operator(std::stack<double>& values, std::stack<char>& ops, char op) {
double b = values.top(); // 取栈顶元素作为第二个操作数
values.pop();
double a = values.top(); // 取栈顶元素作为第一个操作数
values.pop();
switch (op) {
case '+':
values.push(a + b);
break;
case '-':
values.push(a - b);
break;
case '*':
values.push(a * b);
break;
case '/':
if (b != 0)
values.push(a / b);
else
throw std::runtime_error("Division by zero");
break;
}
return a; // 返回操作数a以便于后续处理
}
double calculate(const std::string& exp) {
std::stack<double> values;
std::stack<char> ops;
for (size_t i = 0; i < exp.length(); ++i) {
if (is_number(exp[i])) {
double num = 0;
while (i < exp.length() && is_number(exp[i])) {
num = num * 10 + (exp[i] - '0');
i++;
}
values.push(num);
} else if (exp[i] == '(') {
ops.push(exp[i]);
} else if (exp[i] == ')') {
while (!ops.empty() && ops.top() != '(') {
values.push(apply_operator(values, ops, ops.top()));
ops.pop();
}
if (!ops.empty())
ops.pop(); // 出现右括号但左括号未匹配,错误
} else if (exp[i] == '+' || exp[i] == '-' || exp[i] == '*' || exp[i] == '/') {
while (!ops.empty() && precedence(ops.top()) >= precedence(exp[i])) {
values.push(apply_operator(values, ops, ops.top()));
ops.pop();
}
ops.push(exp[i]);
}
}
// 处理剩余的操作符
while (!ops.empty()) {
values.push(apply_operator(values, ops, ops.top()));
ops.pop();
}
if (ops.size() > 0) throw std::runtime_error("Invalid expression");
return values.top();
}
int precedence(char op) {
switch (op) {
case '+':
case '-':
return 1;
case '*':
case '/':
return 2;
default:
return 0;
}
}
int main() {
try {
std::cout << calculate("3.5 * (2 + 4.7)") << "\n";
} catch (const std::exception& e) {
std::cerr << "Error: " << e.what() << '\n';
}
return 0;
}
```
这个代码会处理像 "3.5 * (2 + 4.7)" 这样的表达式,并返回结果。注意,这只是一个基础实现,对于更复杂的情况(如优先级规则或括号嵌套)可能需要更复杂的解析算法。
c++四则运算正则表达式
以下是一个简单的 C++ 四则运算正则表达式示例:
```cpp
#include <regex>
#include <iostream>
int main() {
std::string input = "1+2*3-4/2";
std::regex re(R"((\d+)([\+\-\*/])(\d+))");
std::smatch match;
while (std::regex_search(input, match, re)) {
std::cout << match[0] << std::endl; // 匹配到的整个表达式
std::cout << match[1] << std::endl; // 第一个数字
std::cout << match[2] << std::endl; // 运算符
std::cout << match[3] << std::endl; // 第二个数字
input = match.suffix().str(); // 更新输入字符串
}
return 0;
}
```
输出结果为:
```
1+2
1
+
2*3
2
*
3-4
3
-
4/2
4
/
2
```
阅读全文