C语言实现表达式求值程序设计

"C语言表达式求值的课程设计，涉及数据结构，使用运算符栈和操作数栈来实现表达式求值，采用算符优先法，并详细描述了程序的需求分析、概要设计和详细设计。" 在C语言中，编写表达式求值程序是一项常见的编程任务，它涉及到数据结构和算法的应用。本课程设计的目标是创建一个能够接受用户输入的数学表达式，并准确计算出其结果的程序。以下是关键的知识点： 1. **运算符栈** 和 **操作数栈**：为了计算表达式，程序需要维护两个栈。运算符栈用于存储遇到的运算符，而操作数栈则用于存储待运算的数值。当遇到运算符时，将其压入运算符栈；遇到数字时，将其压入操作数栈。 2. **输入处理**：程序需要能够接收用户输入的表达式，并检查输入是否合法。合法的输入应包含0-9之间的数字和+、-、*、/四种基本运算符。非法输入（如括号不匹配、运算符缺失等）应能被检测到，并给出错误提示。 3. **算符优先级**：程序需要实现一个模块来比较运算符的优先级，例如，乘法和除法的优先级高于加法和减法。这通常通过优先级矩阵完成，以便在处理运算时遵循正确的计算顺序。 4. **运算模块**：当遇到高优先级运算符时，程序需要从操作数栈弹出相应的操作数进行计算，并将结果压回操作数栈。这个过程需要考虑运算符的结合性，如乘法和除法是左结合的，加法和减法也是左结合的。 5. **主程序模块**：这是整个程序的入口，负责调用其他子模块，如初始化栈、读取输入、比较运算符优先级和执行运算。主程序中还包括错误处理和程序结束的逻辑。 6. **栈操作模块**：包括创建栈、初始化栈、压栈和出栈等基本操作。在C语言中，可以使用结构体和动态内存分配来实现自定义栈的数据结构。 7. **详细设计**：涉及具体的代码实现，如定义元素类型（包括运算符和优先级矩阵）、运算符栈（SeqStack）和运算数栈（nSeqStack）的结构体，以及主程序的伪代码逻辑。 在详细设计阶段，会进一步细化每个模块的实现细节，比如如何处理运算符的入栈、出栈，如何识别和处理数字，以及如何进行有效的错误检查。此外，还会编写用户手册和测试用例，确保程序的正确性和鲁棒性。 用C语言编写表达式求值程序是一个典型的计算机科学问题，它涵盖了数据结构、算法、输入输出处理和错误处理等多个方面，对于理解和实践计算机程序设计有着重要的价值。