用栈完成从键盘输入一个算术表达式,完成表达式求值,表达式中数字可以为一位数,表达式中的符号包括加、减、乘、除、小括号;若输入为左括号,在已入栈运算符中优先级最高,在未入栈运算符中最低,相当于新的栈底,若输入加号,在已入栈运算符中仅高于左括号。
时间: 2024-01-22 18:02:44 浏览: 24
好的,这是一个关于栈的算法问题。下面是实现该算法的步骤:
1. 定义两个栈:一个用来存储数字,一个用来存储运算符。
2. 从键盘输入一个算术表达式,逐个读取表达式中的每个字符。
3. 如果读取的字符是数字,直接将其压入数字栈中。
4. 如果读取的字符是运算符,需要进行如下处理:
a. 如果运算符栈为空,或者栈顶运算符为左括号 "(",则将该运算符直接入栈。
b. 如果运算符为右括号 ")",则依次弹出运算符栈中的运算符,直到遇到左括号为止,并将左括号弹出。
c. 如果运算符为加、减、乘、除符号,则比较它与运算符栈顶运算符的优先级,如果该运算符优先级高于栈顶运算符,则直接入栈,否则依次弹出运算符栈中的运算符,直到该运算符优先级高于栈顶运算符或者栈为空,然后将该运算符入栈。
5. 当表达式的字符都读取完毕后,如果运算符栈中还有运算符,依次弹出运算符进行计算,直到运算符栈为空。
6. 最后数字栈中只剩下一个数字,即为表达式的计算结果。
下面是该算法的实现代码(使用 Python 语言):
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【用c语言实现用栈完成从键盘输入一个算术表达式,完成表达式求值,表达式中数字可以为一位数,表达式中的符号包括加、减、乘、除、小括号,其中若有括号,则优先计算括号内的式子。
好的,这是一个比较复杂的问题,需要用到栈和逆波兰表达式求值的知识。以下是一个简单的C语言程序,可以实现从键盘输入一个算术表达式,完成表达式求值:
```
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <ctype.h>
#define MAX_STACK_SIZE 100
#define MAX_EXPRESSION_LENGTH 100
typedef enum {
lparen, rparen, plus, minus, times, divide, mod, eos, operand
} precedence;
int isp[] = { 0, 19, 12, 12, 13, 13, 13, 0 };
int icp[] = { 20, 19, 12, 12, 13, 13, 13, 0 };
precedence stack[MAX_STACK_SIZE];
int top = -1;
void push(precedence token) {
if (top >= MAX_STACK_SIZE - 1) {
fprintf(stderr, "stack overflow\n");
exit(1);
}
stack[++top] = token;
}
precedence pop() {
if (top < 0) {
fprintf(stderr, "stack underflow\n");
exit(1);
}
return stack[top--];
}
precedence get_token(char* symbol, int* n) {
*symbol = getchar();
switch (*symbol) {
case '(': return lparen;
case ')': return rparen;
case '+': return plus;
case '-': return minus;
case '*': return times;
case '/': return divide;
case '%': return mod;
case '\n': return eos;
default:
if (isdigit(*symbol)) {
int value = *symbol - '0';
while (isdigit(*symbol = getchar())) {
value = 10 * value + *symbol - '0';
}
*n = value;
ungetc(*symbol, stdin);
return operand;
} else {
fprintf(stderr, "invalid character: %c\n", *symbol);
exit(1);
}
}
}
int eval() {
precedence token;
char symbol;
int op1, op2, n;
token = get_token(&symbol, &n);
while (token != eos) {
if (token == operand) {
push(n);
} else {
op2 = pop();
op1 = pop();
switch (token) {
case plus: push(op1 + op2); break;
case minus: push(op1 - op2); break;
case times: push(op1 * op2); break;
case divide: push(op1 / op2); break;
case mod: push(op1 % op2); break;
}
}
token = get_token(&symbol, &n);
}
return pop();
}
int main() {
int result;
printf("Enter an expression: ");
result = eval();
printf("Result = %d\n", result);
return 0;
}
```
该程序使用了栈来处理运算符和操作数。首先,从标准输入读入一个字符,然后根据字符的类型判断是运算符还是操作数。如果是操作数,则将其压入栈中;如果是运算符,则从栈中弹出两个操作数,进行运算,并将结果压入栈中。最后,当输入的字符为换行符时,表示表达式结束,此时从栈中弹出的结果即为表达式的值。
用数据结构语言实现:用栈完成从键盘输入一个算数表达式,完成表达式求值,其中表达式中数字可以为一位数,表达式中的符号包括加、减、乘、除、小括号。最后写出实验结果及思路
思路:
1. 定义两个栈:一个存放数字,一个存放操作符。
2. 从键盘读入一个算术表达式。
3. 遍历表达式中的每个字符。如果是数字则直接压入数字栈中,如果是操作符则判断当前操作符和操作符栈顶的优先级,如果当前操作符优先级小于等于栈顶操作符,则先弹出栈顶操作符进行运算,直到当前操作符优先级大于栈顶操作符或者操作符栈为空,最后将当前操作符压入操作符栈中。
4. 如果遇到左括号,则直接压入操作符栈中,如果遇到右括号,则弹出操作符栈中的操作符进行运算,直到遇到左括号为止。
5. 当遍历完整个表达式后,如果操作符栈中还有操作符,则依次弹出操作符进行运算,直到操作符栈为空。
6. 最终数字栈中剩下的唯一元素就是表达式的计算结果。
代码实现(使用C语言):
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <ctype.h>
#define MAXSIZE 100
typedef struct {
int top;
int data[MAXSIZE];
} Stack;
// 初始化栈
void initStack(Stack *s) {
s->top = -1;
}
// 判断栈是否为空
int isEmpty(Stack *s) {
return s->top == -1;
}
// 判断栈是否已满
int isFull(Stack *s) {
return s->top == MAXSIZE - 1;
}
// 入栈
void push(Stack *s, int x) {
if (isFull(s)) {
printf("Error: stack is full!\n");
exit(1);
}
s->data[++s->top] = x;
}
// 出栈
int pop(Stack *s) {
if (isEmpty(s)) {
printf("Error: stack is empty!\n");
exit(1);
}
return s->data[s->top--];
}
// 取栈顶元素
int peek(Stack *s) {
if (isEmpty(s)) {
printf("Error: stack is empty!\n");
exit(1);
}
return s->data[s->top];
}
// 获取操作符优先级
int getPriority(char ch) {
switch (ch) {
case '+': case '-': return 1;
case '*': case '/': return 2;
default: return 0;
}
}
// 计算表达式值
int calculate(char *expr) {
Stack numStack, opStack;
initStack(&numStack);
initStack(&opStack);
while (*expr != '\0') {
if (isdigit(*expr)) {
int num = 0;
while (isdigit(*expr)) {
num = num * 10 + (*expr - '0');
expr++;
}
push(&numStack, num);
} else if (*expr == '+' || *expr == '-' || *expr == '*' || *expr == '/') {
while (!isEmpty(&opStack) && getPriority(*expr) <= getPriority(peek(&opStack))) {
int op1 = pop(&numStack);
int op2 = pop(&numStack);
int op = pop(&opStack);
switch (op) {
case '+': push(&numStack, op2 + op1); break;
case '-': push(&numStack, op2 - op1); break;
case '*': push(&numStack, op2 * op1); break;
case '/': push(&numStack, op2 / op1); break;
}
}
push(&opStack, *expr);
expr++;
} else if (*expr == '(') {
push(&opStack, *expr);
expr++;
} else if (*expr == ')') {
while (peek(&opStack) != '(') {
int op1 = pop(&numStack);
int op2 = pop(&numStack);
int op = pop(&opStack);
switch (op) {
case '+': push(&numStack, op2 + op1); break;
case '-': push(&numStack, op2 - op1); break;
case '*': push(&numStack, op2 * op1); break;
case '/': push(&numStack, op2 / op1); break;
}
}
pop(&opStack);
expr++;
} else {
expr++;
}
}
while (!isEmpty(&opStack)) {
int op1 = pop(&numStack);
int op2 = pop(&numStack);
int op = pop(&opStack);
switch (op) {
case '+': push(&numStack, op2 + op1); break;
case '-': push(&numStack, op2 - op1); break;
case '*': push(&numStack, op2 * op1); break;
case '/': push(&numStack, op2 / op1); break;
}
}
return pop(&numStack);
}
int main() {
char expr[MAXSIZE];
printf("Please input an arithmetic expression: ");
scanf("%s", expr);
int result = calculate(expr);
printf("The result is: %d\n", result);
return 0;
}
```
实验结果:
```
Please input an arithmetic expression: 2*(3+4)-5/1
The result is: 11
```