栈实现表达式求值程序设计

"该资源是一份关于利用栈求表达式值的8页PDF文档，主要讲解如何通过编程实现对算术表达式的解析和计算。内容包括设计任务、目标以及相关功能函数的定义和实现，涉及栈操作和表达式合法性判断等概念。" 本文将详细介绍如何利用栈来求解算术表达式的值，主要关注点在于如何分析和处理表达式的各个部分，包括数字和运算符。 首先，设计任务和目标是编写一个程序，它能接收用户输入的算术表达式，然后进行合法性检查并计算其值。这个过程主要分为以下几步： 1. 用户输入表达式：程序需要提供接口让用户输入一个算术表达式，例如 `2 + 3 * (4 - 5)`。 2. 表达式合法性检查：程序需要分析输入的每一个字符，如果遇到数字，需要验证数字的合法性（例如检查是否超出整数或浮点数范围），并将其压入数据栈。对于运算符，程序需要按照运算符的优先级规则处理。其他非数字、非运算符字符则视为错误。 3. 运算符处理：当遇到运算符时，程序需要比较当前运算符与栈顶运算符的优先级。如果当前运算符的优先级更高，或者栈为空，那么将当前运算符压入栈；否则，弹出栈顶运算符，并执行相应的计算操作，直到当前运算符可以被压入栈。 在实现过程中，通常会定义以下几个关键函数： - `void initstack()`: 初始化栈，通常用于创建一个空栈。 - `int Make_str()`: 语法检查并计算表达式，这是整个程序的核心功能，会调用其他辅助函数完成计算。 - `int push_operate(int operate)`: 将操作码（运算符）压入堆栈。 - `int push_num(double num)`: 将操作数（数字）压入堆栈。 - `int proceed(int operate)`: 处理栈中的操作码，进行计算。 - `int change_opnd(int operate)`: 转换字符型操作码为优先级。 - `int push_opnd(int operate)`: 压入操作码到栈中。 - `int pop_opnd()`: 弹出操作码。 - `int caculate(int erru_opnd)`: 简单计算，处理加、减、乘、除等操作。 - `double pop_num()`: 弹出操作数。 在代码示例中，`#define MAXLEN100` 定义了最大输入长度，`typedef struct` 定义了用于存储运算符和优先级的数据结构，以及堆栈结构。`push` 和 `clear` 函数分别用于向栈中压入元素和清空栈。`opt` 结构体包含 `char op` 用于存储运算符，`int level` 用于存储运算符的优先级。 通过这些函数，程序可以逐字符地遍历输入的表达式，利用栈的数据结构进行后缀表达式（逆波兰表示法）转换或直接计算，从而求得表达式的值。在处理过程中，栈的特性——后进先出（LIFO）使得计算过程变得简单而直观。在实际编程中，还需要考虑异常处理和错误报告，以提高用户体验。