算式计算器C语言版

课程设计说明书课程名称：数据结构设计题目：表达式计算程序设计学院：计算机科学与信息工程学院学生姓名：学生学号：专业班级：计算机科学与技术嵌入式(12-1) 指导教师：冯贺2014年6月16 日课程设计任务书表达式计算程序设计摘要：按照要求构造运算符优先级表，编写优先级比较算法。

利用栈结构和优先级编写表达式计算方法。

首先构建了一个数据栈，此栈用来储存浮点型数字；一个符号栈用来存储运算符号。

然后借助于两个栈和一个结构体运算。

关键词：栈优先级比较算法优先级表目录1.设计背景 (1)………1 1.1数据结构算法设计…………………………………………1.2知识运用 (1)2.设计方案 (1)2.2程序设计方案 (1)2.2模块设计方案 (1)3.方案实施………………………………………………………………2.........2 3.1模块代码.....................................................................6 3.1流程图...............................................................4.测试 (8)5.总结……………………………………………………………………10.........10 3.1总结........................................................................10 3.1谢词...............................................................6.参考文献 (10)7.附件……………………………………………………………………111. 设计背景1.1数据结构算法设计1、王亚洲完成了对符号栈的编写2、王秀文完成了对数字栈的编写3、李渊完成了对符号结构题的编写和对符号结构体数组的初始化4、童世超完成了对字符数字转化为浮点型数字5、曾冰寒完成对主函数的编写1.2知识运用学完数据结构，充分利用所学栈的知识，完成表达式程序设计2.设计方案2.1程序设计方案先定义一个结构体，用来存放符号和优先级和定义两个栈，一个数字栈、一个符号栈。

然后借助于符号结构体和两个栈通过逻辑算法设计一个表达式计算程序2.2模块设计方案该模块是表达式计算的核心模块即计算模块。

先判断接收的是不是左括号，左括号的优先级最低，如果是左括号无条件入栈；如果不是左括号则判断是不是右括号，右括号的优先级最高，遇到右括号无条件出栈运算，然后循环知道遇见左括号把括号的全部运算完毕然后继续接收字符；如果既不是左括号也不是右括号则判断是不是运算符，如果是运算符则判断和运算符栈的栈顶元素的优先级，如果栈顶元素的优先级等于或高于接收元素则出栈运算否则入栈；最后判断是不是等号，如果是等好则出栈运算，一直到数字栈中就剩下最后一个元素结果这输出结果，运算结束。

13. 方案实施3.1模块代码if('('==c) //左括号时入栈{Push(S,c); //左括号入符号栈c=getchar(); //接着读下一个字符}else if(')'==c) //当是右括号时计算括号内的内容{Pop(S,a); //符号栈出栈if('('==a) //判断刚出栈的符号是不是左括号{c=getchar(); //如果是左括号说明括号内运算完了，接收下个字符}else //不是左括号说明没运算玩，接着运算{SPop(Z,q); //数字栈出栈，用于运算SPop(Z,p); //数字栈出栈，用于运算SPush(Z,Operate(p,a,q)); //调用Operate计算，然后把计算结果入数字栈2}}else if('+'==c||'-'==c||'*'==c||'/'==c)//当是运算符的时候判断前一个运算符，前一个运算符高的时候运算{ //否则入栈if(0==StackLength(S)) //判断符号栈是否为空{Push(S,c); //符号入符号栈c=getchar(); //接着接收下个字符}else if(fuhao(GetTop(S),c)>=0) //调用fuhao函数判断栈顶元素和刚接收的符号的优先级{ //如果栈顶元素优先级高活相等就运算Pop(S,a); //符号出栈SPop(Z,q); //数字出栈SPop(Z,p); //数字出栈SPush(Z,Operate(p,a,q));//调用Operate计算，然后把计算结果入数字栈}else //如果刚接收的符号的优先级高则入栈{3Push(S,c); //符号入符号栈c=getchar(); //接着接收下个字符}}else if('='==c) //当是等号的时候{//当输入等号时符号栈中应该至少有一个符号，数字栈中应该有两个数字Pop(S,a); //符号栈出栈SPop(Z,q); //数字栈出栈SPop(Z,p); //数字栈出栈SPush(Z,Operate(p,a,q));//调用Operate计算，然后把计算结果入数字栈if(1==SStackLength(Z)) //判断数字栈是否就剩一个数字{ //如果就剩一个数字则说明运算结束if(0!=StackLength(S))//判断符号栈是否为空{ //运算结束符号栈应该为空，不为空则说明输入错误牰湩晴尨输入有错！\n);//错误提示return ; //结束该函数}SPop(Z,n); //最后一个数字即运算结果出栈4printf(%7.3f\n,n); //输出运算结果return; //结束该函数}}else //如果接受的既不是数字又不是运算符还不是等号则说明输入非法字符{printf(\ \t出错!\n\n\t输入非法字符！或未输入等号！\n\n);//错误提示return; //结束该函数}53.2流程图程序流程图如图1-1否否流程图1-1 图6模块流程图如图1-2 图1-2 模块流程图74. 测试主界面如图2-1图2-1 主页面传统计算结果如图2-2图2-2传统计算结果自定义优先运算输入如图 2-3图 2-3 自定义优先级8自定义优先级运算如图2-4图2-4自定义优先级运算错误提示（一）如图2-5图 2-5 错误提示（一）错误提示（二）如图 2-6图 2-6 错误提示（二）9结论5 5.1总结最重通过数据结构课程设计真正把知识点运用到实际问题中去更熟悉了栈的使用，在调试过程中遇到错误时，要的是学会了很多知识，考虑问题方面也变得更加周到一些，特别感谢老师一步一步帮助我们查找错误并讲解，让很多模糊的地方瞬间清楚了很多。

5.2谢词在此次课题设计中感谢老师在百忙之中抽出时间对我们的亲切指导，感谢组员们的热心配合，感谢所参考的书本的作者。

参考文献6.2012 ).语言版北京，清华大学出版社，编著.数据结构(c[1] 严蔚敏，吴伟民[2] 严蔚敏，吴伟民编著.数据结构题集（C语言版）.北京，清华大学出版社，2007[3] Sartaj Sahni编著. Data Structures,Algorithms,and Applications in C++.McGraw-Hill107.附件源代码：//******表达式计算程序设计#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<string.h>#define OK 1#define TRUE1#define FALSE 0#define BAI 100#define SHI 10typedef charSElemType;typedef float ElemType;//存放符号的栈typedef struct{SElemType *base;SElemType *top;int stacksize;}SqStack;//存放数字的栈typedefstruct11{ElemType *base;*top; ElemTypestacksize;int}Stack;//运算符结构体struct{char m;int n;}Fu[5];//构造一个符号栈void InitStack(SqStack &S){S.base=(SElemType*)malloc(BAI*sizeof(SElemType)); if(!S.base)exit(FALSE);// 栈初始化的时候头和尾指向相同 S.top=S.base;S.stacksize=BAI;}符号入栈//*****int Push(SqStack &S,SElemType e)//if(S.top-S.base>=S.stacksize) 检查是否满，如果满了再添加内存{ S.base=(SElemType*)realloc(S.base,(S.stacksize+SHI)*sizeof(SElemType));12if(!S.base)exit(FALSE);//内存可能从新分配，所以top要从新弄 S.top=S.base+S.stacksize; S.stacksize=+SHI;}*S.top++=e;return OK;}//*****符号出栈int Pop(SqStack &S,SElemType &e){if(S.top==S.base) //头尾相同则说明是个空栈{printf(\ 出现错误!\n\n);printf(\ 缺少符号 !\n\n);exit(0);}e=*--S.top;return OK;}//*****返回符号栈的长度int StackLength(SqStack S){return S.top-S.base;}//返回符号栈顶元素13char GetTop(SqStack S){if(S.top==S.base)return FALSE;return *(S.top-1);}//构造一个数字栈void SInitStack(Stack &S){S.base=(ElemType*)malloc(BAI*sizeof(ElemType));if(!S.base)exit(FALSE);S.top=S.base; //栈初始化的时候头和尾指向相同S.stacksize=BAI;}//*****数字入栈int SPush(Stack &S,ElemType e){if(S.top-S.base>=S.stacksize) //检查是否满，如果满了再添加内存{ S.base=(ElemType*)realloc(S.base,(S.stacksize+SHI)*sizeof(ElemType));if(!S.base)exit(FALSE);//内存可能从新分配，所以top要从新弄 S.top=S.base+S.stacksize; S.stacksize=+SHI;}14*S.top++=e;return OK;}//*****数字出栈int SPop(Stack &S,ElemType &e){if(S.top==S.base) //头尾相同则说明是个空栈{printf(\ 出现错误!\n\n);printf(\ 缺少数字 !\n\n);exit(0);}e=*--S.top;return OK;}//*****返回数字栈的长度int SStackLength(Stack S) {return S.top-S.base;}返回数字栈顶元素//float SGetTop(Stack S){if(S.top==S.base)return FALSE;return *(S.top-1);15}//****主界面int jiemian(){int n;printf(\\t\t欢迎使用计算器 \t\n\n);printf(\ 1:传统计算机* /优先于+ -\n);printf(\ 2:自定义优先序列\n\t输入其它命令退出 \n);printf(\ 请选择：);scanf(%d,&n);getchar();return n;}传统优先级////传统优先级*、/为第一优先级，+、-为第二优先级void chuantong(){Fu[0].m='+';Fu[1].m='-';Fu[2].m='*';Fu[3].m='/';Fu[4].m='(';Fu[0].n=1;Fu[1].n=1;Fu[2].n=2;Fu[3].n=2;Fu[4].n=0;}16//重新定优先级void xin(){int i;Fu[0].m='+';Fu[1].m='-';Fu[2].m='*';Fu[3].m='/';Fu[4].m='(';Fu[4].n=0;for(i=0;i<4;i++){牰湩晴尨请输入%c的优先级：,Fu[i].m);scanf(%d,&Fu[i].n);getchar();}//清除显示器上前面的东西system(cls);}//计算float Operate(float a,char c,float b){switch(c){case'+':return a+b;break;case'-':return a-b;17break;case'*':return a*b;break;case'/':return a/b;break;}}//判断符号的等级int fuhao(char a,char b){int i,j;for(i=0;i<5;i++)for(j=0;j<5;j++)if(Fu[i].m==a&&Fu[j].m==b){return Fu[i].n-Fu[j].n; 优先级越高数值越大//}}表达式计算//void jisuan(SqStack &S,Stack &Z){char c,shu[10],a;int i=0,j,b=1;float m=0,n=0.1,p,q;c=getchar();18while(1){if(('0'<=c&&c<='9')||'.'==c)//输入数字的时候先以字符串的方式储存下来{shu[i++]=c;c=getchar();}else{当输入的不是数字时把原来存储字符串的数字转//if(0!=i) 换成浮点型然后压入栈{for(j=0;j<i;){if('.'==shu[j]){j++;b=0;}if(b){m=m*10+(shu[j]-'0');}else{m=m+(shu[j]-'0')*n;n=n*0.1;19}j++;}n=0.1;i=0;b=1;SPush(Z,m);m=0;}if('('==c) //左括号时入栈{Push(S,c); //左括号入符号栈c=getchar(); //接着读下一个字符}else if(')'==c) //当是右括号时计算括号内的内容{Pop(S,a); //符号栈出栈if('('==a) //判断刚出栈的符号是不是左括号{c=getchar(); //如果是左括号说明括号内运算完了，接收下个字符 }else //不是左括号说明没运算玩，接着运算{SPop(Z,q); //数字栈出栈，用于运算SPop(Z,p); //数字栈出栈，用于运算SPush(Z,Operate(p,a,q)); //调用Operate 计算，然后把计算结果入数字栈20}}else if('+'==c||'-'==c||'*'==c||'/'==c)// 当是运算符的时候判断前一个运算符，前一个运算符高的时候运算{ //否则入栈if(0==StackLength(S)) // 判断符号栈是否为空{//符号入符号栈 Push(S,c);//接着接收下个字符 c=getchar();}else if(fuhao(GetTop(S),c)>=0) // 调用fuhao 函数判断栈顶元素和刚接收的符号的优先级{ //如果栈顶元素优先级高活相等就运算 Pop(S,a); //符号出栈 //SPop(Z,q); 数字出栈// 数字出栈SPop(Z,p);SPush(Z,Operate(p,a,q));// 调用 Operate计算，然后把计算结果入数字栈}else //如果刚接收的符号的优先级高则入栈{Push(S,c); // 符号入符号栈c=getchar(); //接着接收下个字符}}else if('='==c) //当是等号的时候{// 当输入等号时符号栈中应该至少有一个符号，数字栈中应该21有两个数字Pop(S,a); //符号栈出栈数字栈出栈 SPop(Z,q); // SPop(Z,p); 数字栈出栈 // SPush(Z,Operate(p,a,q));//调用 Operate 计算，然后把计算结果入数字栈if(1==SStackLength(Z)) //判断数字栈是否就剩一个数字{ // 如果就剩一个数字则说明运算结束if(0!=StackLength(S))// 判断符号栈是否为空{ //运算结束符号栈应该为空，不为空则说明输入错误牰湩晴尨输入有错！\n);//错误提示return ; // 结束该函数}// SPop(Z,n); 最后一个数字即运算结果出栈printf(%7.3f\n,n); // 输出运算结果return;结束该函数 //}}如果接受的既不是数字又不是运算符还不是等号// else则说明输入非法字符{printf(\ \t出错 !\n\n\t 输入非法字符！或未输入等号！\n\n);//错误提示return; //结束该函数}}}22}//****主函数void main(){SqStack S; //定义一个符号栈// 定义一个整数栈 Stack Z;int n;对符号栈进行初始化 // InitStack(S);//对数字栈进行初始化 SInitStack(Z);n=jiemian();while(n==1||n==2){//清除显示器上前面的东西 system(cls);// 先输入优先级 if(1==n)chuantong();if(2==n)xin();jisuan(S,Z);printf(\ 1:继续计算 \n\t 其他键退出计算\n\t:); scanf(%d,&n);system(cls); //清除显示器上前面的东西if(1!=n)break;n=jiemian();}}23指导教师评语：24。