C++ 中缀表达式的计算

一、思路:

      1.输入表达式的字符,如果不是换行符\n,判断是什么字符;如果是换行符结束;

      2.判断输入的字符如果是数字,那就要判断后面是否是数字,如果是就不断扫描组成一个整数(暂不考虑负数和小数);

      3.如果是左括号,直接进符号栈;

      4.如果是操作运算符,与符号栈的栈顶元素比较优先级:如果高就压入栈;

                低,就取出符号栈顶的元素和数栈中的栈顶两个数进行运算,然后把结果压回到数栈中;

               接着,再判断符号栈顶的元素和当前输入的符号继续比较优先级,重复前面步骤,直到栈空或者输入的符号优先级高;

      5.如果是右括号,把符号栈栈顶的元素取出,如果不是左括号,就取出数栈栈顶的两个数进行相应的运算,把结果压回到数栈

         中,直到符号栈中取出的符号是左括号;

      6.当输入完表达式时,判断符号栈是否为空:

                不为空,把符号栈栈顶的元素和数栈栈顶的两个数取出进行相应的运算,把结果压回到数栈中,直到符号栈为空。

扫描二维码关注公众号,回复: 4815449 查看本文章

         那最终的结果会存在数栈的栈顶。

二、实现程序:

//  中缀表达式的计算
//  测试:2*(3+4)
//       6+2*3/4
//  输出:2*(3+4)=14
//       6+2*3/4=7

#include <iostream>
#include <stack>

// 判断是否是操作符
bool isOperator(char ch) {
    if(ch == '+' || ch == '-' || ch == '*' || ch == '/')
        return true;
    return false; // 否则返回false
}

// 获取优先级
int getPriority(char ch) {
    int level = 0; // 优先级
    
    switch(ch) {
        case '(':
            level = 1;
            break;
        case '+':
        case '-':
            level = 2;
            break;
        case '*':
        case '/':
            level = 3;
            break;
        default:
            break;
    }
    return level;
}

// 进行相应的计算
int Calculate(char ch, int a, int b) {
    int result = 0;
    
    switch(ch) {
        case '+':
            result = b + a;
            break;
        case '-':
            result = b - a;
            break;
        case '*':
            result = b * a;
            break;
        case '/':
            if(a == 0) {
                std::cerr << "除数不能为0。\n";
                exit(1); // 强制终结程序
            }
            else
                result = b / a;
            break;
        default:
            break;
    } // switch结束
    
    return result; // 返回计算得到的结果
}

int main(int argc, const char * argv[]) {
    // insert code here...
    std::stack<int> m_integer; // 数栈
    std::stack<char> op; // 操作符栈
    char ch, c; // ch存储输入的字符,c存储操作符栈顶的元素
    int num, result, a, b; // result存储计算的结果,a,b存储从数栈中取出的两个数
    
    while(1) {
        std::cin.get(ch);
        while(ch != '\n') {
            std::cout << ch; // 输出接收到的字符
            
            if(isdigit(ch)) { // 如果是数字
                num = 0;
                do {
                    num = num * 10 + (ch - '0'); // ch - '0'根据ASCAII码,字符与数字之间的转换关系
                    std::cin.get(ch);
                    if(isdigit(ch)) // 防止出现2个或者多个数字组成的数,要输出数字
                        std::cout << ch;
                }while(isdigit(ch));
                m_integer.push(num); // 存到数栈中
            } else if(ch == '(') { // (:左括号
                op.push(ch);
                std::cin.get(ch); // 读取下一个字符
            } else if(isOperator(ch)) { // 操作符
                if(op.empty()) {// 如果栈空,直接压入栈
                    op.push(ch);
                    std::cin.get(ch); // 读取下一个字符
                }
                else {
                    // 比较栈op顶的操作符与ch的优先级
                    // 如果ch的优先级高,则直接压入栈
                    // 否则,推出栈中的操作符,直到操作符小于ch的优先级,或者遇到(,或者栈已空
                    while(!op.empty()) {
                        c = op.top();
                        if(getPriority(ch) <= getPriority(c)) {
                            // 优先级低或等于
                            // 取出栈中操作符和数栈中两个数进行运算,再将结果放回数栈
                            result = 0;
                            a = m_integer.top(); // 第二个操作数,因为栈是后进先出
                            m_integer.pop();
                            b = m_integer.top(); // 第一个操作数
                            m_integer.pop();
                            
                            result = Calculate(c, a, b); // 计算
                            
                            m_integer.push(result); // 把计算结果压入栈中
                            op.pop(); // 操作符出栈
                        } else // ch优先级高于栈中操作符
                            break;
                    } // while结束
                    op.push(ch); // 防止不断的推出操作符,最后空栈了;或者ch优先级高了
                    std::cin.get(ch);
                } // else
            } else if(ch == ')') { // 如果是右括号,一直推出栈中操作符,直到遇到左括号(
                while(op.top() != '(') {
                    c = op.top(); // 取出栈顶操作符
                    result = 0;
                    a = m_integer.top(); // 第二个操作数,因为栈是后进先出
                    m_integer.pop();
                    b = m_integer.top(); // 第一个操作数
                    m_integer.pop();
                    
                    result = Calculate(c, a, b); // 计算
                    
                    m_integer.push(result); // 把计算结果压入栈中
                    op.pop(); // 把操作符推出栈
                }
                op.pop(); // 把左括号(推出栈
                std::cin.get(ch);
            } else // 如果是空白符,就进行下一个字符的处理
                std::cin.get(ch);
        } // 第二个while结束
        while(!op.empty()) { // 当栈不空,继续取出操作符进行计算
            c = op.top(); // 取出栈顶操作符
            result = 0;
            a = m_integer.top(); // 第二个操作数,因为栈是后进先出
            m_integer.pop();
            b = m_integer.top(); // 第一个操作数
            m_integer.pop();
            
            result = Calculate(c, a, b); // 计算
            
            m_integer.push(result); // 把计算结果压入栈中
            op.pop(); // 把操作符推出栈
        }
        std::cout << "=" << m_integer.top() << "\n";
        m_integer.pop();
        flush(std::cout);
    } // 第一个while结束
    return 0;
}

运行结果:

猜你喜欢

转载自blog.csdn.net/chuanzhouxiao/article/details/85729200