整型实型算术表达式求值算法设计与实现

本篇文档主要涉及的是沈阳航空航天大学计算机学院网络工程专业的课程设计——数据结构课程设计中的“算术表达式求值”项目。课程设计目标是编写一个算法，能够处理整型和实型数的算术表达式求值，支持+、—、*、/等基本运算以及括号的嵌套。以下是关键知识点的详细解析： 1. **课程设计内容**： - 算法的核心任务是实现表达式的求值，包括： - 定义并操作整型栈和实型栈，用于存储数值； - 运算符栈用于存储遇到的运算符，遵循先进后出的原则； - 操作数栈用于临时存储操作数，按运算符的优先级进行存储和计算。 - 需要实现输入解析，区分运算符和操作数，并按照优先级规则进行处理。 2. **设计原则与模块划分**： - 程序划分为三个独立模块：字符栈处理、运算符栈管理和计算模块。 - 字符栈负责存储输入的字符，根据字符类型决定是放入操作数栈还是运算符栈。 - 优先级判断函数`Precede()`用于比较运算符的优先级，确保正确的运算顺序。 3. **数据结构分析**： - 使用顺序栈（如链式或数组形式）实现存储结构，通过top指针追踪栈顶元素。 - 在读取和计算阶段，依据栈顶元素的类型和优先级规则，决定是出栈进行计算还是继续入栈。 4. **流程图与算法设计**： - 输入表达式时，不断读取并判断字符，根据字符类型将它们分别压入相应的栈。 - 当遇到运算符时，检查栈顶元素是否为更高优先级的运算符，若不是则弹出栈顶元素并进行计算。 - 当遇到右括号时，意味着当前子表达式的计算结束，处理栈顶元素并移除。 5. **调试与分析**： - 调试过程中关注输入验证、数据类型转换和运算符优先级处理的正确性。 - 程序执行过程中需跟踪每个步骤，确保运算符匹配和结果的准确性。 6. **交付成果**： - 提交规范的课程设计报告，详细阐述设计思路、实现过程和结果验证； - 提供关键部分的程序清单，展示核心算法的实现代码。 总结，这个课程设计旨在锻炼学生的数据结构和算法应用能力，通过实际编写程序解决算术表达式求值问题，让学生深入理解优先级队列（如栈）在复杂表达式处理中的作用。