用c语言编写代码,实现使用算符优先分析方法设计一个计算器,必须能够完成加、减、乘、除、幂、括号()等运算符;给定任意符号串,判断其是否是正确的表达式,若是给出计算结果。给出具体代码

时间: 2023-09-20 22:06:16 浏览: 113
CPP

设计一个模拟计算器的程序,要求能对包含加、减、乘、除、括号运算符及

### 回答1: #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h>#define MAXSIZE 100 #define ERROR 0 #define OK 1 #define TRUE 1 #define FALSE 0typedef int Status; typedef char SElemType;typedef struct { SElemType data[MAXSIZE]; int top; }SqStack;// 初始化 Status InitStack(SqStack *S) { S->top = -1; return OK; }// 进栈 Status Push(SqStack *S, SElemType e) { if (S->top == MAXSIZE - 1) { return ERROR; } S->top++; S->data[S->top] = e; return OK; }// 出栈 Status Pop(SqStack *S, SElemType *e) { if (S->top == -1) { return ERROR; } *e = S->data[S->top]; S->top--; return OK; }// 判断栈是否为空 Status StackEmpty(SqStack S) { if (S.top == -1) { return TRUE; } else { return FALSE; } }// 返回栈顶元素 Status GetTop(SqStack S, SElemType *e) { if (S.top == -1) { return ERROR; } *e = S.data[S.top]; return OK; }// 返回优先级 int Precede(SElemType a, SElemType b) { switch (a) { case '#': if (b == '#') return 0; else return -1; case '(': if (b == '#' || b == ')') return 1; else return -1; case '*': case '/': if (b == '#' || b == '(' || b == '+' || b == '-') return 1; else return -1; case '+': case '-': if (b == '#' || b == '(') return 1; else return -1; case ')': if (b == '#') return 1; else return -1; default: return -1; } }// 运算 int Operate(int a, int b, SElemType c) { switch (c) { case '+': return a + b; case '-': return a - b; case '*': return a * b; case '/': return a / b; } return 0; }// 算符优先分析法 int EvaluateExpression(char exp[]) { int i = 0; int opnd1, opnd2, result; SElemType c, theta; SqStack OPTR, OPND; InitStack(&OPTR); Push(&OPTR, '#'); InitStack(&OPND); c = exp[i++]; while (c != '#' || GetTop(OPTR, &theta) != '#') { if (!(theta == '(' || theta == '#') && (c == '(' || c == '#')) { Pop(&OPTR, &theta); Pop(&OPND, &opnd2); Pop(&OPND, &opnd1); result = Operate(opnd1, opnd2, theta); Push(&OPND, result); } else { while (Precede(theta, c) >= 0) { Pop(&OPTR, &theta); Pop(&OPND, &opnd2); Pop(&OPND, &opnd1); result = Operate(opnd1, opnd2, theta); Push(&OPND, result); GetTop(OPTR, &theta); } Push(&OPTR, c); c = exp[i++]; } } Pop(&OPND, &result); return result; }// 主函数 int main() { char exp[MAXSIZE]; int result; printf("请输入表达式:"); scanf("%s", exp); result = EvaluateExpression(exp); printf("%s=%d\n", exp, result); return 0; } ### 回答2: 以下是使用C语言编写的一个简单的算符优先分析方法设计的计算器代码。 ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <ctype.h> #include <string.h> #define MAX 100 // 定义符号串的最大长度 typedef struct { int top; char data[MAX]; } Stack; void initStack(Stack *s) { s->top = -1; } void pushStack(Stack *s, char c) { if (s->top >= MAX - 1) { printf("栈已满\n"); exit(1); } else { s->data[++(s->top)] = c; } } char popStack(Stack *s) { if (s->top == -1) { printf("栈为空\n"); exit(1); } else { return s->data[(s->top)--]; } } char getTop(Stack *s) { if (s->top == -1) { return '\0'; } else { return s->data[s->top]; } } int isOperator(char c) { return (c == '+' || c == '-' || c == '*' || c == '/' || c == '^' || c == '(' || c == ')'); } int priority(char op) { switch (op) { case '+': case '-': return 1; case '*': case '/': return 2; case '^': return 3; case '(': return 0; default: return -1; } } double calculate(char op, double num1, double num2) { switch (op) { case '+': return num1 + num2; case '-': return num1 - num2; case '*': return num1 * num2; case '/': return num1 / num2; case '^': return pow(num1, num2); default: return -1; } } double evaluateExpression(char *expression) { Stack numStack; // 数字栈 Stack opStack; // 操作符栈 initStack(&numStack); pushStack(&opStack, '#'); int len = strlen(expression); int i = 0; while (i < len) { char c = expression[i]; if (isdigit(c)) { double num = 0; while (i < len && isdigit(expression[i])) { num = num * 10 + expression[i] - '0'; i++; } pushStack(&numStack, num); } else if (isOperator(c)) { char topOp = getTop(&opStack); if (priority(c) > priority(topOp)) { pushStack(&opStack, c); i++; } else { double num2 = popStack(&numStack); double num1 = popStack(&numStack); char op = popStack(&opStack); double result = calculate(op, num1, num2); pushStack(&numStack, result); } } else if (c == ')') { while (getTop(&opStack) != '(') { double num2 = popStack(&numStack); double num1 = popStack(&numStack); char op = popStack(&opStack); double result = calculate(op, num1, num2); pushStack(&numStack, result); } popStack(&opStack); i++; } else if (c == ' ') { i++; } else { printf("非法字符\n"); exit(1); } } while (getTop(&opStack) != '#') { double num2 = popStack(&numStack); double num1 = popStack(&numStack); char op = popStack(&opStack); double result = calculate(op, num1, num2); pushStack(&numStack, result); } return getTop(&numStack); } int main() { char expression[MAX]; printf("输入一个符号串:"); fgets(expression, MAX, stdin); // 删除换行符 if (expression[strlen(expression) - 1] == '\n') { expression[strlen(expression) - 1] = '\0'; } // 判断是否是正确的表达式 int valid = 1; // 默认为正确 for (int i = 0; i < strlen(expression); i++) { if (!isdigit(expression[i]) && !isOperator(expression[i]) && expression[i] != ' ') { valid = 0; // 包含非法字符 break; } } if (valid) { double result = evaluateExpression(expression); printf("计算结果:%f\n", result); } else { printf("不是正确的表达式\n"); } return 0; } ``` 使用时,输入一个符号串,程序会先判断该符号串是否是正确的表达式,如果是正确的表达式,则会给出计算结果。如果不是正确的表达式,则会输出"不是正确的表达式"。 ### 回答3: 使用算符优先分析方法设计一个计算器可以通过构建算符优先矩阵,并利用栈来实现表达式的计算过程。 算符优先矩阵(Operator Precedence Matrix)如下: + - * / ^ ( ) $ +: > > < < < < > > -: > > < < < < > > *: > > > > < < > > /: > > > > < < > > ^: > > > > > < > > (: < < < < < < = X ): > > > > > X > > $: < < < < < X < = 其中">"表示优先级高,"<"表示优先级低,"="表示相等,"X"表示错误。 下面给出用C语言编写的代码: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <stdbool.h> #include <ctype.h> #include <math.h> typedef struct { int type; // 操作数类型:0表示数字,1表示运算符 union { double num; // 操作数为数字时的值 char op; // 操作数为运算符时的值 }; } Operand; typedef struct { Operand *elems; // 操作数栈的数组指针 int top; // 操作数栈的栈顶指针 int max_size; // 操作数栈的最大容量 } OperandStack; void initOperandStack(OperandStack *stack, int size) { stack->elems = (Operand *)malloc(sizeof(Operand) * size); stack->top = -1; stack->max_size = size; } bool isOperandStackEmpty(OperandStack *stack) { return stack->top == -1; } bool isOperandStackFull(OperandStack *stack) { return stack->top == stack->max_size - 1; } void push(OperandStack *stack, Operand op) { stack->top++; stack->elems[stack->top] = op; } Operand pop(OperandStack *stack) { Operand op = stack->elems[stack->top]; stack->top--; return op; } Operand getTop(OperandStack *stack) { return stack->elems[stack->top]; } char getPrecedence(char op) { switch(op) { case '+': case '-': return '<'; case '*': case '/': return '>'; case '^': return '>'; case '(': return '<'; case ')': return '>'; case '$': return '<'; default: return 'X'; } } double calculate(double a, double b, char op) { switch(op) { case '+': return a + b; case '-': return a - b; case '*': return a * b; case '/': return a / b; case '^': return pow(a, b); default: return 0.0; } } bool isDigit(char ch) { return isdigit(ch) || ch == '.'; } double evaluateExpression(const char *exp) { OperandStack operandStack; OperandStack operatorStack; initOperandStack(&operandStack, strlen(exp)); initOperandStack(&operatorStack, strlen(exp)); push(&operatorStack, (Operand){.type = 1, .op = '$'}); // 在运算符栈底放置 $ int i = 0; while(exp[i] != '\0') { if(isOperandStackEmpty(&operandStack) && isDigit(exp[i])) { double num = strtod(&exp[i], NULL); int j = i; while(isDigit(exp[j])) j++; i = j; push(&operandStack, (Operand){.type = 0, .num = num}); } else { char op = exp[i]; char top = getPrecedence(getTop(&operatorStack).op); if(top == '>' && isDigit(op)) { double num = strtod(&exp[i], NULL); int j = i; while(isDigit(exp[j])) j++; i = j; push(&operandStack, (Operand){.type = 0, .num = num}); } else { switch(top) { case '<': push(&operatorStack, (Operand){.type = 1, .op = op}); i++; break; case '=': pop(&operatorStack); i++; break; case '>': { Operand b = pop(&operandStack); Operand a = pop(&operandStack); Operand oper = pop(&operatorStack); if(oper.op == '$') { return a.num; } else { double result = calculate(a.num, b.num, oper.op); push(&operandStack, (Operand){.type = 0, .num = result}); } break; } default: return 0.0; // 错误的表达式 } } } } return 0.0; // 错误的表达式 } int main() { char exp[100]; printf("请输入一个表达式:"); scanf("%s", exp); double result = evaluateExpression(exp); if(result != 0.0) { printf("表达式正确,计算结果为:%lf\n", result); } else { printf("表达式错误!\n"); } return 0; } ``` 以上是一个简单的基于算符优先分析方法的计算器的C语言实现,通过读取用户输入的表达式字符串,判断其是否正确,并给出计算结果。
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