中缀表达式到后缀表达式转换及求值程序设计

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"数据结构 算术表达式 - 数据结构课程实验报告" 这篇实验报告主要探讨了如何使用数据结构来处理和求解算术表达式的问题。实验的核心是通过理解算术表达式的构成和求值规则,设计并实现一个程序来计算含有四则运算的表达式。 1. **概述** - **问题描述**:报告的目标是创建一个程序,它接受一个正确的四则运算表达式,利用栈或队列的数据结构计算出表达式的值。 - **算术表达式构成**:表达式由操作数(数字或变量)、运算符(如+、-、*、/)和界限符(如括号)组成。 - **求值规则**:遵循先乘除后加减,从左到右计算,以及先处理括号内的运算的顺序。 2. **需求分析** - **输入形式与范围**:输入为一个中缀表达式,操作数限制在整数范围内。 - **输出形式**:程序应能自动计算表达式结果,并提供中缀到后缀表达式的转换。 - **功能**:程序应能处理包含加、减、乘、除及括号的简单运算。 3. **系统分析** - **算法思路**:采用"算符优先法",即利用栈的数据结构,根据运算符的优先级进行计算。 4. **概要设计** - **数据结构**:主要使用栈来处理运算符和操作数。 - **堆栈定义**:定义抽象数据类型堆栈,用于存储运算符。 - **算法分析**:包括系统流程图、运算符优先关系、主程序和堆栈操作的模块设计。 - **模块调用**:主程序调用各个子模块以完成表达式求值。 5. **详细设计** - **功能模块**:详细描述了如何设计和实现各个关键功能,包括中缀到后缀的转换和后缀表达式的求值。 6. **运行与测试** - **测试结果**:展示程序运行后的输出结果,验证其正确性。 7. **总结和心得** - 学习和实践过程中得到的经验和体会。 8. **源代码** - 提供了实现这些功能的源代码。 整个实验报告深入浅出地阐述了如何利用数据结构解决实际问题,特别是在计算机科学中常见的表达式求值问题。通过中缀表达式到后缀表达式的转换,利用栈的特性可以有效地计算复杂的运算表达式,同时也体现了数据结构在算法设计中的重要作用。
2009-11-08 上传
一、问题描述 在控制台下实现一个对算术表达式求值的模拟程序。 二、基本要求 该演示程序具有如下基本功能: (1) 表达式输入,以字符序列的形式从终端输入一个语法正确的数值表达式(float型),且表达式中只含有+、-、*、/、( 、)6 种运算符,输入格式如下: <变量><运算符><变量>……<回车> 例如表达式: 100+(15/3)*2 输入格式为: 100+(15/3)*2<回车> 注意: 输入的表达式中间不含空格。 (2) 表达式结果的输出,输出形式为: <表达式> = <结果> 例如表达式: 100+(15/3)*2 输出形式为: 100+(15/3)*2 = 110 注意: 此处的输出结果为整个表达式的数值结果。 (3) 数据合法性检验 主要是针对原表达式中除数为 0 的情况。 三、界面效果 表达式求值模拟程序 功能菜单: ============== [1] 输入表达式并求值 [0] 退出 ============== 请输入你的选择 (0~1):1 请输入一个表达式 : 100+(15/3)*2 计算结果如下: 100+(15/3)*2 = 110 请输入你的选择 (0~1):0 四、测试数据 (1) 8 = (2) 1+2+3+4 = (3) 88-1*5 = (4) 1024/4*8 = (5) 1024/(4*8) = (6) (20+2)*(6/2) = (7) 3-3-3 = (8) 80/(9-9) = (9) (6+2*(3+6*(6+6)) = (10) (((6+6)*6+3)*2+6)*2 = 五、实现提示 (1) 设置运算符栈和操作数栈辅助分析算符优先关系; (2) 在读入字符序列时,完成运算符和操作数的处理,以及相应运算; (3) 在识别处运算数的同时,要将其字符序列形式转化成 float 型数据形式; (4) 输入的字符序列中,操作数不一定是一位数,可能是多位数,如 16+32 ; (5) 使用 Lab3-1 实现的栈的 ADT 基本操作完成本次作业 ; (6) 在程序中会用到两类栈:操作数栈和运算符栈,分别为 float 型数据和字符型数据, 思考在同一个程序中如何处理两类不同的数据类型? (7) 算符之间的优先关系参考课本 P53 页表 3.1 。