北京理工大：数据结构实验二——计算器程序设计

本实验文档是北京理工大学自动化学院06111001班的一份数据结构及算法设计实验报告，由学生宝竞宇完成。实验的主要目的是让学生深入理解并掌握栈的原理和应用，特别是栈的建立、输入、删除和出栈等基本操作。通过实现一个简单的计算器功能，学生们被要求处理四则运算（加、减、乘、除、幂）、括号优先级以及处理可能遇到的边界情况。 实验内容主要包括两个关键部分：概要设计和详细设计。 1. 概要设计： - 抽象数据类型被定义为两个栈，一个用于存储数据（如数字），另一个用于存储运算符。这有助于维护运算的顺序和优先级。 - 宏定义了函数的返回值，如“成功”和“失败”，以简化错误处理和结果表示。 主程序流程是接收用户输入的表达式，将操作数和运算符逐个入栈，然后调用“判断函数”确定运算符的优先级。接着，使用“计算函数”根据优先级规则执行相应的计算，最后输出结果。 2. 详细设计： - 数据类型实现使用一个名为`prt`的结构体，包含一个字符数组`dat`和一个表示栈顶元素位置的`top`变量。 - 入栈函数`pushd`负责将输入的整数存入数组，并更新栈顶指针。 - 出栈函数`popd`则从栈顶取出并返回数值，同时将栈顶指针向下移动。 - 比较运算符优先级的函数利用数组来存储优先级，并通过`switch`语句根据输入的运算符进行判断，执行相应的算术运算。 - 主程序部分展示了如何处理用户输入，包括输入验证、表达式拆分、栈的操作以及最终结果的输出。特别地，对除法和幂运算进行了特殊处理，比如检查除数是否为零，以及处理负数幂的情况。 通过这个实验，学生不仅能够增强对数据结构的理解，还能提高编程技巧，尤其是在处理递归和堆栈操作方面。此外，他们还学习到如何优雅地处理用户输入，以及在实际问题中应用算法设计的原则。整个过程既锻炼了解决实际问题的能力，也提升了编程实践中的逻辑思维和调试技巧。