用c语言实现基于二叉树的表达式求值算法,要求输入中缀表达式后能输出先序遍历、中序遍历、后序遍历及表达式结果;可输入多组数据,每组数据一行,当输入exit结束;当除数为0时可进行报错
时间: 2024-10-20 08:07:49 浏览: 109
在C语言中,实现基于二叉树的中缀表达式求值并支持多种遍历方式以及错误处理,可以按照以下步骤设计:
1. **构建二叉树结构**:
创建一个表示节点的结构体,包含操作数(数值)、左孩子和右孩子的指针。
```c
typedef struct Node {
int value;
struct Node* left;
struct Node* right;
} TreeNode;
```
2. **解析中缀表达式**:
使用递归函数将输入的中缀表达式转换成二叉树。这涉及到两个主要操作:遇到数字创建新节点,遇到运算符连接左右子树。
```c
TreeNode* infixToPostfix(char* expression);
```
3. **计算表达式值**:
实现一个`evaluate`函数,使用前序遍历的方式,从根节点开始按顺序计算值。
```c
int evaluate(TreeNode* root);
```
4. **遍历和输出**:
分别编写函数用于前序、中序和后序遍历,并打印结果。
```c
void preorderTraversal(TreeNode* root);
void inorderTraversal(TreeNode* root);
void postorderTraversal(TreeNode* root);
```
5. **错误处理**:
在读取用户输入时,检查是否为有效的表达式,特别是除法部分。如果除数为0,则抛出错误提示。
```c
if (expression[strlen(expression) - 1] == '/') {
int denominator = ...; // 获取除数
if (denominator == 0) {
printf("Error: Division by zero!\n");
return;
}
}
```
6. **主程序**:
循环接收用户输入,直到输入"exit"为止,对每个表达式执行上述操作。
```c
while (true) {
char input[100];
fgets(input, sizeof(input), stdin);
if (strcmp(input, "exit") == 0) {
break;
}
// 输入到表达式数组,然后解析、计算和遍历
...
}
```
记得在实际编写代码时添加适当的错误检查和边界处理。下面是完整代码的大致框架,你需要填充细节部分:
```c
#include <stdio.h>
#include <string.h>
// 省略的其他函数定义...
int main() {
while (true) {
char input[100];
fgets(input, sizeof(input), stdin);
if (strcmp(input, "exit") == 0) {
break;
}
// 将输入字符串分割成中缀表达式的各个部分
// 解析中缀表达式为二叉树
TreeNode* root = infixToPostfix(input);
// 计算表达式值
int result = evaluate(root);
// 打印遍历结果
printf("Preorder: ");
preorderTraversal(root);
printf("\nInorder: ");
inorderTraversal(root);
printf("\nPostorder: ");
postorderTraversal(root);
printf("\nResult: %d\n", result);
// 错误检查
...
}
return 0;
}
// 其他函数省略...
```
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