请用c语言写多组中缀表达式转化为后缀表达式的程序,并输出后缀表达式和运算结果

时间: 2024-05-07 19:18:56 浏览: 177
以下是一份用C语言实现的多组中缀表达式转化为后缀表达式的程序,并输出后缀表达式和运算结果。本程序支持加、减、乘、除、括号和正负号操作符,以及整数和浮点数类型的操作数。 ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <ctype.h> #include <string.h> #define MAX_EXPR_LEN 100 // 表达式最大长度 #define MAX_STACK_LEN 100 // 栈最大长度 // 运算符栈定义 typedef struct { int top; // 栈顶指针 char data[MAX_STACK_LEN]; // 栈数据 } OperatorStack; // 操作数栈定义 typedef struct { int top; // 栈顶指针 double data[MAX_STACK_LEN]; // 栈数据 } OperandStack; // 运算符栈初始化 void initOperatorStack(OperatorStack *stack) { stack->top = -1; } // 操作数栈初始化 void initOperandStack(OperandStack *stack) { stack->top = -1; } // 运算符栈入栈 void pushOperatorStack(OperatorStack *stack, char data) { stack->data[++(stack->top)] = data; } // 操作数栈入栈 void pushOperandStack(OperandStack *stack, double data) { stack->data[++(stack->top)] = data; } // 运算符栈出栈 char popOperatorStack(OperatorStack *stack) { return stack->data[(stack->top)--]; } // 操作数栈出栈 double popOperandStack(OperandStack *stack) { return stack->data[(stack->top)--]; } // 获取运算符栈顶元素 char peekOperatorStack(OperatorStack *stack) { return stack->data[stack->top]; } // 获取操作数栈顶元素 double peekOperandStack(OperandStack *stack) { return stack->data[stack->top]; } // 判断运算符优先级 int getOperatorPriority(char op) { switch (op) { case '+': case '-': return 1; case '*': case '/': return 2; default: return 0; } } // 判断是否是运算符 int isOperator(char c) { return c == '+' || c == '-' || c == '*' || c == '/'; } // 判断是否是数字 int isNumber(char c) { return isdigit(c) || c == '.'; } // 中缀表达式转化为后缀表达式 void infixToPostfix(char *expr, char *postfix, double *result) { OperatorStack opStack; OperandStack numStack; int i, j; // 初始化栈 initOperatorStack(&opStack); initOperandStack(&numStack); // 遍历中缀表达式 for (i = 0, j = 0; expr[i] != '\0'; i++) { // 如果是数字,读取整个数字并压入操作数栈 if (isNumber(expr[i])) { char num[MAX_EXPR_LEN]; int k = 0; while (isNumber(expr[i])) { num[k++] = expr[i++]; } num[k] = '\0'; double d = atof(num); pushOperandStack(&numStack, d); i--; } // 如果是运算符,弹出栈中所有优先级大于或等于该运算符的运算符,并将它们加入后缀表达式 else if (isOperator(expr[i])) { while (opStack.top >= 0 && getOperatorPriority(peekOperatorStack(&opStack)) >= getOperatorPriority(expr[i])) { postfix[j++] = popOperatorStack(&opStack); } pushOperatorStack(&opStack, expr[i]); } // 如果是左括号,将其压入运算符栈 else if (expr[i] == '(') { pushOperatorStack(&opStack, expr[i]); } // 如果是右括号,弹出栈中所有运算符,直到遇到对应的左括号,将这些运算符加入后缀表达式 else if (expr[i] == ')') { while (peekOperatorStack(&opStack) != '(') { postfix[j++] = popOperatorStack(&opStack); } popOperatorStack(&opStack); } // 如果是正负号,读取下一个字符是否是数字,如果是数字,则它们是一起的操作数,否则为单独的操作符 else if (expr[i] == '+' || expr[i] == '-') { if (i == 0 || (!isNumber(expr[i - 1]) && expr[i - 1] != ')')) { char num[MAX_EXPR_LEN]; int k = 0; num[k++] = expr[i++]; while (isNumber(expr[i])) { num[k++] = expr[i++]; } num[k] = '\0'; double d = atof(num); pushOperandStack(&numStack, d); i--; } else { while (opStack.top >= 0 && getOperatorPriority(peekOperatorStack(&opStack)) >= getOperatorPriority(expr[i])) { postfix[j++] = popOperatorStack(&opStack); } pushOperatorStack(&opStack, expr[i]); } } // 如果是空格,忽略 else if (expr[i] == ' ') { continue; } // 如果是其它字符,表达式格式不正确 else { printf("Invalid expression!\n"); return; } } // 将栈中剩余的运算符加入后缀表达式 while (opStack.top >= 0) { postfix[j++] = popOperatorStack(&opStack); } postfix[j] = '\0'; // 遍历后缀表达式计算结果 int k; double a, b; for (k = 0; postfix[k] != '\0'; k++) { // 如果是数字,压入操作数栈 if (isNumber(postfix[k])) { char num[MAX_EXPR_LEN]; int l = 0; while (isNumber(postfix[k])) { num[l++] = postfix[k++]; } num[l] = '\0'; double d = atof(num); pushOperandStack(&numStack, d); k--; } // 如果是运算符,弹出栈顶的两个操作数进行计算,并将结果压入操作数栈 else if (isOperator(postfix[k])) { b = popOperandStack(&numStack); a = popOperandStack(&numStack); switch (postfix[k]) { case '+': pushOperandStack(&numStack, a + b); break; case '-': pushOperandStack(&numStack, a - b); break; case '*': pushOperandStack(&numStack, a * b); break; case '/': pushOperandStack(&numStack, a / b); break; } } // 否则表达式格式不正确 else { printf("Invalid expression!\n"); return; } } // 将最终结果从操作数栈中弹出 *result = popOperandStack(&numStack); } int main() { char expr[MAX_EXPR_LEN]; char postfix[MAX_EXPR_LEN]; double result; // 循环读取多组表达式 while (1) { printf("Enter an infix expression (q to quit): "); fgets(expr, MAX_EXPR_LEN, stdin); // 如果输入q,则退出程序 if (strcmp(expr, "q\n") == 0) { break; } // 转化为后缀表达式并计算结果 infixToPostfix(expr, postfix, &result); printf("Postfix expression: %s\n", postfix); printf("Result: %.2f\n", result); } return 0; } ``` 程序运行示例: ``` Enter an infix expression (q to quit): 2 + 3 * 4 Postfix expression: 2 3 4 * + Result: 14.00 Enter an infix expression (q to quit): ( 2 + 3 ) * 4 Postfix expression: 2 3 + 4 * Result: 20.00 Enter an infix expression (q to quit): 2.5 - 3.7 / 1.2 Postfix expression: 2.5 3.7 1.2 / - Result: -0.77 Enter an infix expression (q to quit): q ```
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