用 C 语言实现一个支持多个小数进行加减乘除及取余运算的程序,并处理运算优先级

时间: 2024-10-02 22:03:23 浏览: 60
在C语言中,你可以使用结构体和函数来创建一个简单的计算器,支持基本的四则运算(包括小数)以及取余操作。由于C语言本身并不直接支持高精度计算,我们通常会使用标准库中的`double`类型来进行浮点数运算。同时,我们需要手动处理运算符的优先级,这里我们将使用递归解析法来模拟表达式求值。 首先,定义一个结构体表示运算符及其优先级: ```c typedef enum { OP_ADD = 1, OP_SUBTRACT, OP_MULTIPLY, OP_DIVIDE, OP_MOD, } Operator; struct ExpressionNode { double value; Operator op; struct ExpressionNode *left, *right; }; ``` 接下来,编写用于解析并计算表达式的函数: ```c double calculate(struct ExpressionNode *node) { if (node->value != NULL) // leaf node, a number return node->value; else { switch (node->op) { case OP_ADD: return calculate(node->left) + calculate(node->right); case OP_SUBTRACT: return calculate(node->left) - calculate(node->right); case OP_MULTIPLY: return calculate(node->left) * calculate(node->right); case OP_DIVIDE: return calculate(node->left) / calculate(node->right); // 检查除数是否为零 case OP_MOD: return fmod(calculate(node->left), calculate(node->right)); } } } ``` 为了处理输入的用户表达式,你需要创建一个解析函数,该函数根据用户输入构建表达树: ```c struct ExpressionNode* parse_expression(char* expression) { // 使用栈来存储运算符和对应的左右节点 stack_t nodes; char* token; int priority = 0; // 分词、识别运算符和数字 split(expression, &token); while (token != NULL) { if (isdigit(*token)) { // 如果是数字,添加到当前节点 double val = atof(token); struct ExpressionNode* current_node = malloc(sizeof(*current_node)); current_node->value = val; push(nodes, current_node); advance(token); } else if (*token == '+' || *token == '-' || *token == '*' || *token == '/') { // 运算符 while (!is_empty(nodes) && priority <= precedence(*token)) { struct ExpressionNode* right = pop(nodes); struct ExpressionNode* left = pop(nodes); double right_val = calculate(right); double left_val = calculate(left); struct ExpressionNode* new_node = malloc(sizeof(*new_node)); new_node->op = *token == '+' ? OP_ADD : *token == '-' ? OP_SUBTRACT : *token == '*' ? OP_MULTIPLY : OP_DIVIDE; new_node->left = left; new_node->right = right; new_node->value = calculate(new_node); push(nodes, new_node); } priority = precedence(*token); advance(token); } else { printf("Invalid operator: %c\n", *token); break; } } if (!is_empty(nodes)) return pop(nodes); else return NULL; // 表达式为空 } // 其他辅助函数:split(), precedence(), advance()... ``` 最后,你可以通过调用`parse_expression()`函数获取用户的输入并计算结果: ```c int main() { char input[100]; printf("请输入一个包含加减乘除运算的小数表达式:"); fgets(input, sizeof(input), stdin); // 清理换行符 input[strlen(input) - 1] = '\0'; struct ExpressionNode *expr = parse_expression(input); double result = calculate(expr); printf("计算结果: %.2f\n", result); free(expr); // 释放内存 return 0; } ``` 注意,这个示例并未处理所有错误情况,例如除数为零的情况需要额外检查,还有更复杂的运算符优先级规则等。这只是一个基础示例,实际应用可能需要更完善的错误处理和优化。
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