利用链式栈实现逆波兰表达式(后缀表达式)的运算

正常的表达式         逆波兰表达式

 a+b --->a,b,+

a+(b-c) ---> a,b,c,-,+

a+(b-c)*d ---> a,b,c,-,d,*,+

a+d*(b-c)--->a,d,b,c,-,*,+

a=1+3 ---> a,1,3,+,=

它的优势在于只用两种简单操作,入栈和出栈就可以搞定任何普通表达式的运算。其运算方式如下:

如果当前字符为变量或者为数字,则压栈,如果是运算符,则将栈顶两个元素弹出作相应运算,结果再入栈,最后当表达式扫描完后,栈里的就是结果。

在表达式中的转换规则

操作数 :进栈

操作符 :1)进栈:               

                                                   空栈

                                                   优先级高

                                                   栈顶是‘( ’同时表达式不是‘ )’

                 2)出栈并计算:

                                                  表达式符号的优先级不高于栈顶符号

                                                  表达式为‘ )’同时栈顶不为‘( ’

                                                  表达式‘\0’同时栈不为空

                 3)出栈但不计算:

                                                  表达式为‘ )’同时栈顶为‘( ’

头文件:

#ifndef _LINKSTACK_H
#define _LINKSTACK_H

#include <stdlib.h>

#define SUCCESS   10000
#define FAILURE   10001
#define TRUE      10002
#define FALSE     10003

typedef int ElemType;

//结点的信息
struct node
{
	ElemType data;          //数据域
	struct node *next;      //指针域
};
typedef struct node Node;  

//栈的信息
struct stack
{
	Node *top;                //头指针
	int count;                //结点个数
};
typedef struct stack  Stack;

int StackInit(Stack **s);
int StackEmpty(Stack *s);
int push(Stack **s, ElemType e);
int GetTop(Stack *s);
int pop(Stack **s);
int StackClear(Stack **s);
int StackDestroy(Stack **s);

#endif

子函数:

#include "LinkStack.h"

int StackInit(Stack **s)
{
	if (NULL == s)
	{
		return FAILURE;
	}

	(*s) = (Stack *)malloc(sizeof(Stack) * 1);
	if (NULL == (*s))
	{
		return FAILURE;
	}

	(*s)->top = NULL;
	(*s)->count = 0;

	return SUCCESS;
}

int StackEmpty(Stack *s)
{
	if (NULL == s)
	{
		return FAILURE;
	}

	return (s->top == NULL) ? TRUE : FALSE;
}

int push(Stack **s, ElemType e)
{
	if (NULL == s || (*s) == NULL)
	{
		return FAILURE;
	}

	Node *p = (Node *)malloc(sizeof(Node));  //给结点分配空间
	if (NULL == p)
	{
		return FAILURE;
	}

	p->data = e;    //数据域
	p->next = (*s)->top;
	(*s)->top = p;
	(*s)->count++;

	return SUCCESS;
}

int GetTop(Stack *s)
{
	if (NULL == s || s->top == NULL)
	{	
		return FAILURE;
	}
	
	return s->top->data;
}

int pop(Stack **s)
{
	if (NULL == s || NULL == *s)
	{
		return FAILURE;
	}

	Node *p = (*s)->top;
	ElemType e = (*s)->top->data;
	(*s)->top = (*s)->top->next;
	(*s)->count--;
	free(p);

	return e;
}

int StackClear(Stack **s)
{
	if (NULL == s || NULL == *s)
	{
		return FAILURE;
	}
	
	Node *p = (*s)->top;

	while (p)
	{
		(*s)->top = p->next;
		free(p);
		p = (*s)->top;
		(*s)->count--;
	}

	return SUCCESS;
}

int StackDestroy(Stack **s)
{
	if (NULL == s || NULL == *s)
	{
		return FAILURE;
	}
	
	free(*s);
	(*s) = NULL;

	return SUCCESS;
}

主函数:

#include <stdio.h>
#include "LinkStack.h"

int Priority(char ch)
{
	switch(ch)
	{
		case '(':
			return 3;
		case '*':
		case '/':
			return 2;
		case '+':
		case '-':
			return 1;
		default:
			return 0;
	}
}

int main()
{
	Stack *s_opt, *s_num;
	char opt[1024] = {0};   //存放表达式
	int i = 0, tmp = 0, num1 = 0, num2 = 0;

	if (StackInit(&s_opt) != SUCCESS || StackInit(&s_num) != SUCCESS)
	{
		printf("Init Failure!\n");
	}

	printf("Please input : \n");
	scanf("%s", opt);

	while (opt[i] != '\0' || StackEmpty(s_opt) != TRUE)  //表达式没结束 或者 操作符栈不为空
	{
		if (opt[i] >= '0' && opt[i] <= '9')    //操作数
		{
			tmp = tmp * 10 + opt[i] - '0';
			i++;
			if (opt[i] > '9' || opt[i] < '0')   //操作符
			{
				push(&s_num, tmp);
				tmp = 0;
			}
		}
		else       //操作符
		{	
			if (opt[i] == ')' && GetTop(s_opt) == '(')    //出栈不计算
			{
				pop(&s_opt);
				i++;
				continue;
			}

			if (StackEmpty(s_opt) == TRUE || (Priority(opt[i]) > Priority(GetTop(s_opt))) 
				|| (GetTop(s_opt) == '(' && opt[i] != ')'))   //进栈
			{
				push(&s_opt, opt[i]);
				i++;
				continue;
			}

			if ((opt[i] == '\0' && StackEmpty(s_opt) != TRUE) || 
				(opt[i] == ')' && GetTop(s_opt) != '(') || 
				(Priority(opt[i]) <= Priority(GetTop(s_opt))))  //出栈计算
			{
				switch(pop(&s_opt))
				{
					case '+':
						num1 = pop(&s_num);
						num2 = pop(&s_num);
						push(&s_num, (num1 + num2));
						break;
					case '-':
						num1 = pop(&s_num);
						num2 = pop(&s_num);
						push(&s_num, (num2 - num1));
						break;
					case '*':
						num1 = pop(&s_num);
						num2 = pop(&s_num);
						push(&s_num, (num1 * num2));
						break;
					case '/':
						num1 = pop(&s_num);
						num2 = pop(&s_num);
						push(&s_num, (num2 / num1));
						break;
				}
			}
		}
	}

	printf("%d\n", GetTop(s_num));
	return 0;
}

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