设计一个程序,演示用算符优先法对算术表达式求值的过程。

时间: 2023-04-27 09:00:49 浏览: 102
这个程序可以分为以下几个步骤: 1. 定义运算符的优先级,例如乘法和除法的优先级高于加法和减法。 2. 将中缀表达式转换为后缀表达式,即将运算符按照优先级顺序排列,数字按照原来的顺序排列。 3. 用栈来存储数字和运算符,从左到右扫描后缀表达式,遇到数字就入栈,遇到运算符就从栈中弹出两个数字进行计算,再将结果入栈。 4. 最后栈中只剩下一个数字,即为表达式的值。 这个程序可以用Python等编程语言实现。
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用c语言设计一个程序,演示用算符优先法对算术表达式求值的过程

以下是使用算符优先法对算术表达式求值的C语言程序示例: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <ctype.h> #define MAX_STACK_SIZE 100 typedef struct { int top; char data[MAX_STACK_SIZE]; } Stack; void initStack(Stack *stack) { stack->top = -1; } void push(Stack *stack, char c) { if (stack->top >= MAX_STACK_SIZE - 1) { printf("Stack overflow!\n"); exit(1); } stack->data[++stack->top] = c; } char pop(Stack *stack) { if (stack->top < 0) { printf("Stack underflow!\n"); exit(1); } return stack->data[stack->top--]; } int isEmpty(Stack *stack) { return stack->top < 0; } char stackTop(Stack *stack) { if (stack->top < 0) { printf("Stack underflow!\n"); exit(1); } return stack->data[stack->top]; } int getPriority(char op) { switch (op) { case '+': case '-': return 1; case '*': case '/': return 2; default: return 0; } } int evaluate(char *expr) { Stack opStack; initStack(&opStack); Stack valStack; initStack(&valStack); while (*expr != '\0') { if (isdigit(*expr)) { int val = 0; while (isdigit(*expr)) { val = val * 10 + (*expr - '0'); expr++; } push(&valStack, val); } else if (*expr == '(') { push(&opStack, *expr); expr++; } else if (*expr == ')') { while (stackTop(&opStack) != '(') { char op = pop(&opStack); int val2 = pop(&valStack); int val1 = pop(&valStack); int result = 0; switch (op) { case '+': result = val1 + val2; break; case '-': result = val1 - val2; break; case '*': result = val1 * val2; break; case '/': result = val1 / val2; break; } push(&valStack, result); } pop(&opStack); // Pop the left parenthesis expr++; } else if (*expr == '+' || *expr == '-' || *expr == '*' || *expr == '/') { while (!isEmpty(&opStack) && getPriority(stackTop(&opStack)) >= getPriority(*expr)) { char op = pop(&opStack); int val2 = pop(&valStack); int val1 = pop(&valStack); int result = 0; switch (op) { case '+': result = val1 + val2; break; case '-': result = val1 - val2; break; case '*': result = val1 * val2; break; case '/': result = val1 / val2; break; } push(&valStack, result); } push(&opStack, *expr); expr++; } else { printf("Invalid character %c!\n", *expr); exit(1); } } while (!isEmpty(&opStack)) { char op = pop(&opStack); int val2 = pop(&valStack); int val1 = pop(&valStack); int result = 0; switch (op) { case '+': result = val1 + val2; break; case '-': result = val1 - val2; break; case '*': result = val1 * val2; break; case '/': result = val1 / val2; break; } push(&valStack, result); } return pop(&valStack); } int main() { char expr[100]; printf("Enter an arithmetic expression: "); scanf("%s", expr); int result = evaluate(expr); printf("Result: %d\n", result); return 0; } ``` 该程序定义了一个栈结构体,实现了栈的基本操作(初始化、入栈、出栈、判断栈是否为空、获取栈顶元素)。还定义了一个getPriority()函数,用于获取操作符的优先级。evaluate()函数是主要实现算符优先法求值的函数,它先将中缀表达式转换为后缀表达式,然后用后缀表达式求值。在evaluate()函数中,用两个栈分别存储操作符和操作数,并根据操作符的优先级来决定入栈还是出栈。最后,将结果从操作数栈中弹出即为表达式的值。程序还实现了对非法字符的处理。

使用c语言设计一个程序,演示用算符优先法对算术表达式求值的过程。

以下是使用C语言设计的用算符优先法对算术表达式求值的程序: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <ctype.h> #define MAX_STACK_SIZE 100 typedef enum { ADD, SUB, MUL, DIV, LEFT_PAREN, RIGHT_PAREN, OPERAND } TokenType; typedef struct { TokenType type; int precedence; int value; } Token; Token stack[MAX_STACK_SIZE]; int top = -1; void push(Token token) { if (top >= MAX_STACK_SIZE - 1) { fprintf(stderr, "Stack overflow\n"); exit(EXIT_FAILURE); } stack[++top] = token; } Token pop() { if (top < 0) { fprintf(stderr, "Stack underflow\n"); exit(EXIT_FAILURE); } return stack[top--]; } Token get_token(char *expr, int *index) { Token token; char ch = expr[*index]; switch (ch) { case '+': token.type = ADD; token.precedence = 1; break; case '-': token.type = SUB; token.precedence = 1; break; case '*': token.type = MUL; token.precedence = 2; break; case '/': token.type = DIV; token.precedence = 2; break; case '(': token.type = LEFT_PAREN; token.precedence = 0; break; case ')': token.type = RIGHT_PAREN; token.precedence = 0; break; default: if (isdigit(ch)) { token.type = OPERAND; token.precedence = 0; token.value = ch - '0'; } else { fprintf(stderr, "Invalid character '%c'\n", ch); exit(EXIT_FAILURE); } break; } (*index)++; return token; } int evaluate(Token operator, Token operand1, Token operand2) { switch (operator.type) { case ADD: return operand1.value + operand2.value; case SUB: return operand1.value - operand2.value; case MUL: return operand1.value * operand2.value; case DIV: if (operand2.value == 0) { fprintf(stderr, "Division by zero\n"); exit(EXIT_FAILURE); } return operand1.value / operand2.value; default: fprintf(stderr, "Invalid operator type\n"); exit(EXIT_FAILURE); } } int main() { char expr[100]; printf("Enter an arithmetic expression: "); scanf("%s", expr); int index = 0; while (expr[index] != '\0') { Token token = get_token(expr, &index); if (token.type == OPERAND) { push(token); } else if (token.type == ADD || token.type == SUB || token.type == MUL || token.type == DIV) { while (top >= 0 && stack[top].type != LEFT_PAREN && stack[top].precedence >= token.precedence) { Token operator = pop(); Token operand2 = pop(); Token operand1 = pop(); int result = evaluate(operator, operand1, operand2); Token result_token = {OPERAND, 0, result}; push(result_token); } push(token); } else if (token.type == LEFT_PAREN) { push(token); } else if (token.type == RIGHT_PAREN) { while (top >= 0 && stack[top].type != LEFT_PAREN) { Token operator = pop(); Token operand2 = pop(); Token operand1 = pop(); int result = evaluate(operator, operand1, operand2); Token result_token = {OPERAND, 0, result}; push(result_token); } if (top < 0 || stack[top].type != LEFT_PAREN) { fprintf(stderr, "Unbalanced parentheses\n"); exit(EXIT_FAILURE); } pop(); } else { fprintf(stderr, "Invalid token type\n"); exit(EXIT_FAILURE); } } while (top >= 0) { Token operator = pop(); if (operator.type == LEFT_PAREN) { fprintf(stderr, "Unbalanced parentheses\n"); exit(EXIT_FAILURE); } Token operand2 = pop(); Token operand1 = pop(); int result = evaluate(operator, operand1, operand2); Token result_token = {OPERAND, 0, result}; push(result_token); } if (top != 0) { fprintf(stderr, "Invalid expression\n"); exit(EXIT_FAILURE); } Token result_token = pop(); printf("Result: %d\n", result_token.value); return 0; } ``` 程序首先通过 `get_token` 函数将输入的表达式解析成一个个 Token,然后使用栈来维护运算符和操作数,按照算符优先级的顺序计算表达式的值。最终栈中只剩下一个操作数,即为表达式的结果。
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