c语言实现使用算符优先分析方法设计一个计算器,必须能够完成加、减、乘、除、幂、括号()等运算符;给定任意符号串,判断其是否是正确的表达式,若是给出计算结果;写出具体代码...

时间: 2023-08-22 07:04:30 浏览: 81
好的,我来解答你的问题。 首先,算符优先分析法是一种常用的语法分析方法,用于判断符号串是否为合法的表达式,并生成对应的语法树或四元式序列。在本题中,我们可以通过算符优先分析法实现一个简单的计算器,支持加、减、乘、除、幂、括号等运算符。 具体实现过程如下: 1. 定义运算符的优先级,可以使用一个二维数组来表示,例如: ``` char priority[7][7] = { {'>', '>', '<', '<', '<', '<', '>'}, {'>', '>', '<', '<', '<', '<', '>'}, {'>', '>', '>', '>', '<', '<', '>'}, {'>', '>', '>', '>', '<', '<', '>'}, {'>', '>', '>', '>', '>', '<', '>'}, {'<', '<', '<', '<', '<', '<', '='}, {' ', ' ', ' ', ' ', ' ', ' ', ' '} }; ``` 其中,数组的行和列分别表示不同运算符的优先级,例如第一行表示加号的优先级,第二列表示减号的优先级,等等。数组中的符号表示两个运算符的优先级关系,例如 '>' 表示第一个运算符优先级高于第二个运算符,'<' 则表示第一个运算符优先级低于第二个运算符,'=' 表示两个运算符优先级相等。 2. 定义一个栈用来存储运算符和操作数,同时定义一个栈用来存储运算符优先级。读入一个符号,如果是操作数则直接入栈,如果是运算符则比较其与栈顶运算符的优先级,如果栈顶优先级低于等于当前运算符,则将当前运算符入栈,否则弹出栈顶运算符进行计算,直到栈顶优先级低于等于当前运算符。具体代码如下: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <ctype.h> #define MAX_STACK_SIZE 100 char priority[7][7] = { {'>', '>', '<', '<', '<', '<', '>'}, {'>', '>', '<', '<', '<', '<', '>'}, {'>', '>', '>', '>', '<', '<', '>'}, {'>', '>', '>', '>', '<', '<', '>'}, {'>', '>', '>', '>', '>', '<', '>'}, {'<', '<', '<', '<', '<', '<', '='}, {' ', ' ', ' ', ' ', ' ', ' ', ' '} }; typedef struct { int top; char data[MAX_STACK_SIZE]; } Stack; void init_stack(Stack *s) { s->top = -1; } void push(Stack *s, char c) { if (s->top == MAX_STACK_SIZE - 1) { printf("Error: stack overflow\n"); exit(EXIT_FAILURE); } s->data[++s->top] = c; } char pop(Stack *s) { if (s->top == -1) { printf("Error: stack underflow\n"); exit(EXIT_FAILURE); } return s->data[s->top--]; } char top(Stack *s) { if (s->top == -1) { printf("Error: stack underflow\n"); exit(EXIT_FAILURE); } return s->data[s->top]; } int is_operator(char c) { return c == '+' || c == '-' || c == '*' || c == '/' || c == '^' || c == '(' || c == ')'; } int get_index(char c) { switch (c) { case '+': return 0; case '-': return 1; case '*': return 2; case '/': return 3; case '^': return 4; case '(': return 5; case ')': return 6; default: return -1; } } double calculate(double a, char op, double b) { switch (op) { case '+': return a + b; case '-': return a - b; case '*': return a * b; case '/': return a / b; case '^': return pow(a, b); default: return 0; } } double evaluate_expression(char *expr) { Stack opr_stack, pri_stack; init_stack(&opr_stack); init_stack(&pri_stack); push(&pri_stack, ' '); char *p = expr; while (*p != '\0') { if (isdigit(*p)) { double num = 0; while (isdigit(*p)) { num = num * 10 + (*p - '0'); p++; } if (*p == '.') { p++; double frac = 0.1; while (isdigit(*p)) { num += frac * (*p - '0'); frac *= 0.1; p++; } } push(&opr_stack, num); } else if (is_operator(*p)) { while (priority[get_index(top(&pri_stack))][get_index(*p)] == '>') { char op = pop(&opr_stack); double b = pop(&opr_stack); double a = pop(&opr_stack); push(&opr_stack, calculate(a, op, b)); } if (priority[get_index(top(&pri_stack))][get_index(*p)] == '<') { push(&pri_stack, *p); p++; } else { pop(&pri_stack); p++; } } else { p++; } } while (top(&pri_stack) != ' ') { char op = pop(&opr_stack); double b = pop(&opr_stack); double a = pop(&opr_stack); push(&opr_stack, calculate(a, op, b)); pop(&pri_stack); } return pop(&opr_stack); } int is_valid_expression(char *expr) { Stack stack; init_stack(&stack); char *p = expr; while (*p != '\0') { if (is_operator(*p)) { if (*p == '(') { push(&stack, *p); } else if (*p == ')') { if (top(&stack) == '(') { pop(&stack); } else { return 0; } } else { if (isdigit(*(p - 1)) && isdigit(*(p + 1))) { return 0; } } } else if (!isdigit(*p) && *p != ' ') { return 0; } p++; } return stack.top == -1; } int main() { char expr[100]; printf("请输入表达式:"); fgets(expr, sizeof(expr), stdin); expr[strlen(expr) - 1] = '\0'; if (is_valid_expression(expr)) { double result = evaluate_expression(expr); printf("计算结果为:%.2f\n", result); } else { printf("表达式不合法!\n"); } return 0; } ``` 在上面的代码中,我们定义了两个栈 `opr_stack` 和 `pri_stack`,其中 `opr_stack` 用来存储操作数,`pri_stack` 用来存储运算符优先级。读入一个字符后,如果是操作数则直接入 `opr_stack`,如果是运算符则比较其与栈顶运算符的优先级,如果栈顶优先级低于等于当前运算符,则将当前运算符入 `pri_stack`,否则弹出栈顶运算符进行计算,直到栈顶优先级低于等于当前运算符。 在判断表达式是否合法的函数中,我们定义了一个栈 `stack`,用来存储左括号。读入一个字符后,如果是左括号则入栈,如果是右括号则将栈顶元素与其比较,如果相同则出栈,否则表达式不合法。如果是运算符,则判断其前后是否都为数字,如果是则表达式不合法。 上述代码实现了一个简单的计算器,可以完成加、减、乘、除、幂、括号等运算符的计算,并且可以判断给定的符号串是否为正确的表达式,如果是则给出计算结果。

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