c语言表达式求值(使用栈)

时间: 2024-02-21 09:55:08 浏览: 24
C语言中使用栈来求解表达式的值是一种常见的方法。栈是一种后进先出(LIFO)的数据结构,可以用来保存运算符和操作数,并按照一定的规则进行入栈和出栈操作。 下面是一个简单的示例,演示了如何使用栈来求解中缀表达式的值: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> // 定义栈的结构 typedef struct { int top; // 栈顶指针 int capacity; // 栈的容量 int* array; // 存储元素的数组 } Stack; // 创建一个栈 Stack* createStack(int capacity) { Stack* stack = (Stack*)malloc(sizeof(Stack)); stack->top = -1; stack->capacity = capacity; stack->array = (int*)malloc(stack->capacity * sizeof(int)); return stack; } // 判断栈是否为空 int isEmpty(Stack* stack) { return stack->top == -1; } // 判断栈是否已满 int isFull(Stack* stack) { return stack->top == stack->capacity - 1; } // 入栈操作 void push(Stack* stack, int item) { if (isFull(stack)) { printf("栈已满,无法入栈\n"); return; } stack->array[++stack->top] = item; } // 出栈操作 int pop(Stack* stack) { if (isEmpty(stack)) { printf("栈为空,无法出栈\n"); return -1; } return stack->array[stack->top--]; } // 获取栈顶元素 int peek(Stack* stack) { if (isEmpty(stack)) { printf("栈为空\n"); return -1; } return stack->array[stack->top]; } // 判断字符是否为运算符 int isOperator(char ch) { return ch == '+' || ch == '-' || ch == '*' || ch == '/'; } // 获取运算符的优先级 int getPriority(char ch) { if (ch == '+' || ch == '-') { return 1; } else if (ch == '*' || ch == '/') { return 2; } return 0; } // 执行运算 int performOperation(int operand1, int operand2, char operator) { switch (operator) { case '+': return operand1 + operand2; case '-': return operand1 - operand2; case '*': return operand1 * operand2; case '/': return operand1 / operand2; default: return 0; } } // 求解中缀表达式的值 int evaluateExpression(char* expression) { Stack* operandStack = createStack(strlen(expression)); Stack* operatorStack = createStack(strlen(expression)); for (int i = 0; i < strlen(expression); i++) { if (expression[i] == ' ') { continue; } else if (isdigit(expression[i])) { int operand = 0; while (i < strlen(expression) && isdigit(expression[i])) { operand = operand * 10 + (expression[i] - '0'); i++; } i--; push(operandStack, operand); } else if (isOperator(expression[i])) { while (!isEmpty(operatorStack) && getPriority(peek(operatorStack)) >= getPriority(expression[i])) { int operand2 = pop(operandStack); int operand1 = pop(operandStack); char operator = pop(operatorStack); int result = performOperation(operand1, operand2, operator); push(operandStack, result); } push(operatorStack, expression[i]); } else if (expression[i] == '(') { push(operatorStack, expression[i]); } else if (expression[i] == ')') { while (!isEmpty(operatorStack) && peek(operatorStack) != '(') { int operand2 = pop(operandStack); int operand1 = pop(operandStack); char operator = pop(operatorStack); int result = performOperation(operand1, operand2, operator); push(operandStack, result); } pop(operatorStack); // 弹出左括号 } } while (!isEmpty(operatorStack)) { int operand2 = pop(operandStack); int operand1 = pop(operandStack); char operator = pop(operatorStack); int result = performOperation(operand1, operand2, operator); push(operandStack, result); } int finalResult = pop(operandStack); free(operandStack); free(operatorStack); return finalResult; } int main() { char expression[100]; printf("请输入中缀表达式:"); fgets(expression, sizeof(expression), stdin); int result = evaluateExpression(expression); printf("表达式的值为:%d\n", result); return 0; } ``` 这段代码演示了如何使用栈来求解中缀表达式的值。它首先定义了一个栈的结构,然后实现了栈的基本操作,包括创建栈、判断栈是否为空、判断栈是否已满、入栈操作、出栈操作和获取栈顶元素。接下来,它定义了一些辅助函数,用于判断字符是否为运算符、获取运算符的优先级和执行运算。最后,它实现了求解中缀表达式的函数,该函数使用两个栈来保存操作数和运算符,并按照一定的规则进行入栈和出栈操作,最终得到表达式的值。

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