C语言栈与队列：表达式求值实战教程

146 浏览量更新于2024-09-02 1 收藏 45KB PDF 举报

"本资源详细讲解了如何在C语言中利用栈和队列数据结构实现表达式求值的实例。首先，我们需要理解栈和队列的基本概念，栈是一种后进先出（LIFO）的数据结构，而队列则是先进先出（FIFO）。在表达式求值中，栈通常用于处理操作符和操作数的层次结构，而队列则可以用来暂存待处理的操作数。 C语言实现的关键在于创建和管理这两个数据结构。在这里，我们定义了一个`Stack`结构体，包含基础元素、顶部指针和栈大小。初始化栈函数`StackInit`分配内存并设置初始状态，如果内存分配失败则返回错误。`Pop`函数用于移除栈顶元素，如果栈为空则返回错误。`Push`函数负责将元素添加到栈顶，当栈满时动态扩展栈的容量。 `Queue`数据结构的实现没有在给出的部分中展示，但其原理类似，需要维护队首和队尾指针，并提供插入和删除元素的方法。对于表达式求值，可能还需要一个辅助队列来暂存操作数，以便根据运算符优先级进行计算。核心算法通常涉及以下步骤： 1. 读取输入表达式，按字符分隔成操作数和运算符。 2. 使用栈来存储操作符，遇到运算符时将其压入栈，同时将当前操作数与栈顶运算符进行匹配，直到遇到左括号或优先级更高的运算符。 3. 当遇到左括号时，将其压入栈；遇到右括号时，进行相应的计算（如乘法和加法），并将结果替换掉之前的操作数。 4. 操作符处理完毕后，将栈中的剩余操作数与当前操作数结合，重复步骤3，直至整个表达式处理完毕。通过栈的弹栈操作，我们可以保持运算符的执行顺序，而队列则帮助我们按照正确的顺序处理操作数。这种方法可以确保在没有括号的情况下正确地求解表达式，同时处理括号的嵌套。通过C语言提供的这些工具，我们可以构建一个高效且灵活的表达式求值引擎。" 在实际编写过程中，除了以上提到的核心逻辑，还需要注意错误处理和边界条件的检查，以及可能的优化，例如使用更高效的数据结构或者算法来处理优先级队列。通过这个实例学习，读者不仅可以提升C语言编程能力，还能深入了解栈和队列在实际问题中的应用场景。"

C语言中栈和队列实现表达式求值的实例语言中栈和队列实现表达式求值的实例

主要介绍了C语言中栈和队列实现表达式求值的实例的相关资料,这里主要是对数据结构中栈和队列的理解和应用，需

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C语言中栈和队列实现表达式求值的实例语言中栈和队列实现表达式求值的实例

实现代码：实现代码：

#include<stdio.h>

#include<stdlib.h>

#define OK 1

#define ERROR 0

#define STACK_SIZE 20

#define STACK_INCREMENT 10

#define QUEUE_SIZE 20

typedef int Status;

typedef char StackElemtype;

typedef struct Stack{

StackElemtype* base;

StackElemtype* top;

int stackSize;

}Stack;

Status StackInit(Stack* s){

s->base = (StackElemtype*)malloc(sizeof(StackElemtype) * STACK_SIZE);

if( !s->base )

return ERROR;

s->top = s->base;

s->stackSize = STACK_SIZE;

return OK;

}

Status Pop(Stack* s,StackElemtype* value){

if( s->base == s->top ){

printf("stack empty");

return ERROR;

}

*value = *(--(s->top));

return OK;

}

Status Push(Stack* s,StackElemtype value){

if( s->top - s->base == s->stackSize){

s->base = (StackElemtype*)realloc(s->base,sizeof(StackElemtype) * (STACK_INCREMENT + STACK_SIZE));

if( !s->base )

return ERROR;

s->top = s->base + STACK_SIZE;

s->stackSize = STACK_SIZE + STACK_INCREMENT;

}

*(s->top) = value;

s->top++;

return OK;

}

int StackLength(Stack s){

return s.top - s.base;

}

typedef double StackElemtype_ForValueExperssion;

typedef struct Stack_2{

StackElemtype_ForValueExperssion* base;

StackElemtype_ForValueExperssion* top;

int stackSize;

}Stack_2;

Status StackInit_2(Stack_2* s){

s->base = (StackElemtype_ForValueExperssion*)malloc(sizeof(StackElemtype_ForValueExperssion) * STACK_SIZE);

if( !s->base )

return ERROR;

s->top = s->base;

s->stackSize = STACK_SIZE;

return OK;

}

Status Pop_2(Stack_2* s,StackElemtype_ForValueExperssion* value){

if( s->base == s->top ){

printf("stack empty");

return ERROR;

}

*value = *(--(s->top));

return OK;

}

Status Push_2(Stack_2* s,StackElemtype_ForValueExperssion value){

if( s->top - s->base == s->stackSize){

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