C++实现带括号四则运算器：栈的应用

在C++中实现一个带括号的四则运算器是一个复杂的任务，因为它需要处理运算符的优先级和结合性，以及括号的影响。本文将重点介绍如何利用栈数据结构来解析表达式并执行计算。首先，我们回顾一下栈在编程中的基本概念。栈是一种后进先出（LIFO）的数据结构，适合用于保存临时数据，如函数调用时的局部变量、表达式中的操作数等。 文章首先定义了一个名为`stack_int`的类，继承自`std::iostream`，包含私有成员变量`bottom`（栈底指针）、`top`（栈顶指针）、`capacity`（栈容量）和`size`（栈元素个数）。`stack_int`类提供了常见的栈操作，如构造函数、数组初始化、索引访问、判断栈是否为空或满、获取栈大小和容量、获取栈顶元素以及入栈和出栈操作。这些功能是实现带有括号的四则运算的基础。 在处理带括号的表达式时，栈将发挥关键作用。当遇到左括号`(`时，会将其压入栈中；遇到右括号`)`时，会检查栈顶元素是否为左括号，如果是，则弹出栈顶元素直到遇到左括号。这样可以确保正确匹配括号，并按照正确的运算顺序执行计算。 当解析到一个运算符时，需要根据当前栈的状态来决定其优先级。如果栈为空或者栈顶元素为左括号，运算符会被直接压入栈中；否则，会将栈顶的运算符与待处理的运算符进行比较，根据运算符优先级规则执行相应的计算。这通常涉及到一个堆栈遍历过程，同时维护一个操作数栈。 为了处理可能的运算符优先级改变（如乘除优于加减），可以采用递归下降解析法（Recursive Descent Parsing）或者递归堆栈方法，其中递归堆栈允许我们在遇到左括号时暂时存储计算状态，然后在遇到右括号时恢复并继续解析。 实现过程中，可能会遇到栈溢出的情况，这时需要扩展栈容量。代码中通过`stack_expansion()`函数实现这一功能，当栈接近满时，动态增加栈的容量以避免这种情况。 C++实现带括号的四则运算器需要对C++语法、栈数据结构以及运算符优先级有深入理解。通过使用栈来管理运算符和操作数，可以有效地处理表达式的复杂性，确保运算结果的正确性。本文提供的代码示例是实现这一目标的一个实用模板，可以根据实际需求进行修改和优化。