"简易计算器：数据结构课程设计文档1"

数据结构课程设计文档：简易计算器 一、问题描述 本项目的目标是设计一个简易计算器，能够接收用户输入的表达式，计算并输出表达式的值。输入的表达式字符串以“=”表示结束，表达式中可以包含整数或实数的操作数，并且支持一些常见的运算符和函数，包括加法、减法、乘法、除法、乘方、正弦、余弦、对数和自然对数等。用户可以通过键盘输入表达式字符串，并通过计算器计算结果。 二、算法思路 主要算法思路如下： 1. 通过键盘输入待计算的表达式字符串，逐个字符进行处理。 2. 当遇到数字时，将数字压入数字栈中。 3. 当遇到运算符时，需要考虑此运算符与运算符栈顶的优先级问题。 4. 根据优先级的不同，有两种情况： - 如果当前运算符的优先级高于或等于运算符栈顶的优先级，将该运算符压入运算符栈中。 - 如果当前运算符的优先级低于运算符栈顶的优先级，将栈顶运算符弹出，连同数字栈顶的元素一起进行运算，并将运算结果压入数字栈中。再次比较当前运算符与新的运算符栈顶的优先级。 5. 当遇到左括号时，直接压入运算符栈。 6. 当遇到右括号时，将栈中运算符一一弹出，直到遇到左括号为止，同时也连同数字栈中的元素一起进行运算，将运算结果压入数字栈中。 7. 循环进行以上步骤，直到处理完整个表达式字符串。 8. 最后，数字栈中只会剩下一个元素，这个元素就是计算出的表达式的值。 三、核心算法描述 主要核心算法为优先级比较函数priority和表达式计算函数。 1. 优先级比较函数priority的功能是比较栈顶运算符和待压入运算符的优先级，若待压入运算符的优先级高于栈顶运算符，则返回true，即取出栈顶运算符进行运算；反之，则返回false，即将待压入运算符入栈。 2. 表达式计算函数的功能是对表达式字符串进行逐个字符处理，根据遇到的字符类型进行不同的操作，包括数字的入栈、运算符的入栈和运算符的弹出计算。 总结： 本项目实现了一个简易计算器，使用栈数据结构存储数字和运算符，并根据运算符的优先级进行弹栈计算，并将运算结果继续压入栈中，直到处理完整个表达式字符串。通过设计合适的数据结构和算法，能够实现对复杂表达式的计算，提高了计算器的功能和扩展性。