算术表达式的求解 数据结构课程设计任务书
数据结构课程设计- 算术表达式求值
课程设计报告课程名称数据结构课程设计题目算术表达式求值指导教师设计起始日期 4.18~4.25学院计算机学院系别计算机科学与工程学生姓名班级/学号成绩一、需求分析设计一个算术表达式四则运算的程序，要求完成包括加、减、乘、除运算，包含括号的基本整数表达式的运算。
在这里运算数可以1位长度，也可以多位长度。
在运算之后输出的正确运算结果，输入表达式后演示在求值中运算数栈内的栈顶数据变化过程，最后得到运算结果。
（1）输入：3*（7-2）（2）输出：数据栈栈顶元素：3,7,2,7,5,3,15结果：15（3）自选数据二、概要设计1、使用栈的数据结构表示数据的存储。
2、设计算法将中缀表达式转换成后缀表达式，用栈的数据结构实现表达式的运算。
3、把中缀表达式转换为后缀表达式算法的基本思路是从头到尾地扫描中缀表达式中的每个字符，对于不同类型的字符按不情况进行处理。
三、详细设计数据结构：字符类型栈/* 定义字符类型栈*/typedef struct{char stackname[20];char *base;char *top;} Stack;算法：将中缀表达式转换为后缀表达式void Change(char* s1, char* s2)// 将字符串s1中的中缀表达式转换为存于字符串s2中的后缀表达式{Stack R; // 定义用于暂存运算符的栈InitStack(R); // 初始化栈Push(R,'#'); // 给栈底放入’#’字符，它具有最低优先级0int i,j;i=0; // 用于指示扫描s1串中字符的位置，初值为0j=0; // 用于指示s2串中待存字符的位置，初值为0char ch=s1[i]; // ch保存s1串中扫描到的字符，初值为第一个字符while( ch!='#'){ // 顺序处理中缀表达式中的每个字符if(ch==' ')// 对于空格字符不做任何处理，顺序读取下一个字符ch=s1[++i];else if(ch=='('){ // 对于左括号，直接进栈Push(R,ch);ch=s1[++i];}else if(ch==')'){ // 对于右括号，使括号内的仍停留在栈中的运算符依次// 出栈并写入到s2中while(Peek(R)!='(')s2[j++]=Pop(R);Pop(R); // 删除栈顶的左括号ch=s1[++i];}else if(ch=='+'||ch=='-'||ch=='*'||ch=='/'){ // 对于四则运算符，使暂存在栈中的不低于ch优先级// 的运算符依次出栈并写入到s2中char w=Peek(R);while(Precedence(w)>=Precedence(ch)){ // Precedence(w)函数返回运算符形参的优先级s2[j++]=w;Pop(R); w=Peek(R); }}四、调试分析调试：在设计过程中出现程序不能运行，发现不能找到结束标识符，因此在设计的时候需要人为动态添加结束标识符‘#’，顺利运行算法时间和空间分析：算法的运行时间主要花在while循环上，它从头到尾扫描后缀表达式中的每一个数据（每个操作数或运算符均为一个数据），若后缀表达式由n个数据组成，则此算法的时间复杂度为O(n)。
数据结构课程设计-算术表达式求值的实现
课程设计报告课程设计名称：数据结构课程设计课程设计题目：算术表达式求值的实现院（系）：*****专业：*****班级：*****学号：*****姓名：*****指导教师：*****目录1 课程设计介绍 (1)1.1课程设计内容 (1)1.2课程设计要求 (1)2 课程设计原理 (2)2.1课设题目粗略分析 (2)2.2原理图介绍 (2)2.2.1 功能模块图 (2)2.2.2 流程图分析 (3)3 数据结构分析 (5)3.1存储结构 (5)3.2算法描述 (5)4 调试与分析 (7)4.1调试过程 (7)4.2程序执行过程 (7)参考文献 (8)附录（关键部分程序清单） (9)1 课程设计介绍1.1 课程设计内容编写算法能够进行整型和实型数的表达式求值，能够根据运算的数据选择正确的运算结果的数据类型，表达式的运算符为：+，—，*，/，（，），且括号可以嵌套。
1.2 课程设计要求1.给出必要的输入、输出信息和提示信息。
2.参考相应的资料，独立完成课程设计任务。
3.交规范课程设计报告和软件代码。
2 课程设计原理2.1 课设题目粗略分析根据课设题目要求，拟将整体程序分为三大模块。
此三个模块相互独立，没有嵌套调用的情况，以下是三个模块的大体分析：1.首先依次定义字符类型栈、整型栈、运算符栈和操作数栈，构造运算符栈和操作数栈，然后运算符、操作数依次入栈。
2. 依次读入表达式，若是操作符即进OPND栈，若是运算符即进OPTR栈。
顺序栈的存储结构是利用一组连续的存储单元依次存放自栈底到栈顶的数据元素，同时附设指针top指示栈顶元素在顺序栈中的位置，base为栈底指针，在顺序栈中，它始终指向栈底，即top=base可作为栈空的标记，每当插入新的栈顶元素时，指针top增1，删除栈顶元素时，指针top减1。
3. 按照运算符的优先级别对表达式进行求值运算。
2.2 原理图介绍该功能模块图介绍了这个程序的主要功能。
2.2.1 功能模块图图2.1功能模块图如图2.1所示,要实现表达式的求值，即必须要实现存储、读取和计算三项功能。
算术表达式的求解-数据结构课程设计报告
算术表达式的求解-数据结构课程设计报告数据结构》课程设计报告书题目：算术表达式的求解系别：计算机科学与应用数据结构课程设计目录一、需求分析1、设计要求：本程序需要实现对算术表达式的求解功能，可以支持基本的四则运算，包括加、减、乘、除，同时还需要支持括号的使用。
2、设计构想：我们将使用栈来实现算术表达式的求解。
具体地，我们将把中缀表达式转换为后缀表达式，然后再利用栈来求解后缀表达式。
二、概要设计1、本程序包含的模块：本程序包含两个模块：中缀表达式转后缀表达式模块和后缀表达式求解模块。
三、详细设计1、定义栈结构我们定义一个栈结构，用来存储算术表达式中的运算符和操作数。
具体地，栈中的每个元素都包含两个属性：元素的值和元素的类型。
元素的值可以是一个数字或一个运算符，元素的类型可以是数字或运算符。
我们使用一个数组来实现栈的结构。
为了方便起见，我们还需要定义一些基本的栈操作，如入栈、出栈、判断栈是否为空等。
2、栈的基本操作栈是一种常见的数据结构，具有后进先出（LIFO）的特点。
栈的基本操作包括初始化栈、入栈、出栈、取栈顶元素和运算模块。
1) 初始化栈初始化栈是指将栈的各项属性设置为初始状态。
通常包括将栈顶指针设为-1，表示栈为空。
2) 入栈入栈是指将元素压入栈顶。
入栈操作需要将栈顶指针加1，并将元素存入栈顶位置。
3) 出栈出栈是指将栈顶元素弹出。
出栈操作需要将栈顶元素取出，并将栈顶指针减1.4) 取栈顶元素取栈顶元素是指获取栈顶元素的值，但不将其弹出。
取栈顶元素操作只需要返回栈顶元素的值即可。
5) 运算模块栈可以用于实现各种运算，例如中缀表达式的转换和计算、括号匹配等。
运算模块需要根据具体需求进行设计和实现。
3、判断运算符的优先级在进行中缀表达式的转换和计算时，需要判断运算符的优先级。
通常采用栈来实现这一功能。
具体实现方法是将运算符入栈，当遇到新的运算符时，将其与栈顶运算符进行比较，如果新运算符的优先级高于栈顶运算符，则将其入栈，否则将栈顶运算符弹出并输出，直到新运算符可以入栈为止。
数据结构算术表达式的求解本科学位论文
滨江学院数据结构课程设计题目算术表达式的求解院系计算机系专业学生姓名学号指导教师李燕二Ｏ一六年六月十日目录1.前言 (1)1.1课题内容及要求 (1)1.2选题目的及意义 (1)2.系统分析 (2)2.1问题描述 (2)2.2运算符的优先级分析： (2)2.3错误提示分析： (2)3.系统概要设计 (3)3.1系统总体架构设计 (3)3.2系统模块的设计 (3)4.系统详细设计 (4)4.1数据的存储设计与描述： (4)4.2详细的优先级关系: (4)4.3具体的操作集合： (4)5.程序实现 (6)6.程序测试 (13)6.1正确的结果 (13)6.2错误1 (13)6.3错误2 (13)6.4错误3 (13)7.收获及体会： (15)参考文献： (15)1.前言1.1课题内容及要求题目39：算术表达式的求解问题描述：给定一个算术表达式，通过程序求出最后的结果。
基本要求：从键盘输入要求解的算术表达式；采用栈结构进行算术表达式的求解过程；能够判断算术表达式正确与否；对于错误表达式给出提示；对于正确的表达式给出最后的结果；1.2选题目的及意义⑴进一步熟悉和使用栈的基本操作，如栈的初始化，进栈，出栈的特性。
⑵学习在实际生活中使用栈来解决问题。
2.系统分析2.1问题描述要正确计算表达式的值，必须要正确的解释表达式。
首先解释算术表达式的运算规则，分为以下三点：⑴先乘除后加减；⑵从左往右进行计算；⑶有括号的，先算括号内的；2.2运算符的优先级分析：任何一个表达式都是由运算符，操作数和界限符组成的。
这里把运算符，界限符统称为算符。
设两个操作符分别为op1和op2。
为实现运算符的优先法则，优先关系会出现三种情况，op1的优先级高于op2的优先级，op1的优先级等于op2的优先级，op1的优先级小于op2的优先级。
2.3错误提示分析：对于输入错误的，比如出现了表达式以外的非法字符，没有按照正确格式进行输入。
系统会给出提示。
数据结构课程设计算术表达式求值-计算器(Word)
高级语言程序设计《算术表达式求值》课程设计报告算术表达式求值系统可以实现实现对算术四则混合运算表达式求值，并打印求值过程中运算符栈、操作数栈的变化过程。
第二章系统分析开始运行时界面如下：你可以输入一个表达式，按E对其进行求值。
#include <stdio.h>#include <conio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>#define N 100double numStack[N]={0};//操作数栈int numTop;char opStack[N];//运算符栈int opTop;void print_num(double str1[],int n) {int i;printf("\n操作数栈：\n");for(i=0;i<n;i++)printf("%g ",str1[i]);}void print_op(char str2[],int m) {int j;printf("\n运算符栈：\n");for(j=0;j<m;j++)printf("%c ",str2[j]);}int op(char ch)//判断运算符优先级{if(ch=='+'||ch=='-') return 2;if(ch=='*'||ch=='/') return 3;if(ch=='(') return -1;return 0;}double result(double num1,char op,double num2)//计算{if(op=='+') return num1+num2;if(op=='-') return num1-num2;if(op=='*') return num1*num2;if(op=='/') return num1/num2;return 0;}int compute(char str[]){double num=0;int i=0,j=1,k=1;numTop=opTop=0;while(str[i]!='\0'||opTop>0){if(str[i]>='0'&&str[i]<='9')num=num*10+str[i]-'0';else if( k==1&&str[i]=='-'&&(i==0||op(str[i-1])) )k=-1;else{if(i>0&&!op(str[i-1])&&str[i]!='('&&str[i-1]!=')') {numStack[numTop++]=num*k;if(opTop!=0&&numTop!=0)print_num(numStack,numTop);num=0; j=1; k=1;}if(opTop==0||str[i]=='('){opStack[opTop++]=str[i];print_op(opStack,opTop);}else if(str[i]==')'){while(opTop>0&&opStack[--opTop]!='('){numStack[numTop-2]=result(numStack[numTop-2],opStack[opTop],numStack[numTop-1]);if(opTop!=0&&numTop!=0){print_num(numStack,numTop);print_op(opStack,opTop);}numTop--;}if(opStack[opTop]!='(') return 0;}else{if(str[i]=='\0'&&numTop==0) return 0;while(opTop>0&&op(str[i])<=op(opStack[opTop-1])){numStack[numTop-2]=result(numStack[numTop-2],opStack[--opTop],numStack[numTop-1]);if(opTop!=0&&numTop!=0){print_num(numStack,numTop-1); print_op(opStack,opTop);}numTop--;}if(str[i]!='\0')opStack[opTop++]=str[i];if(opTop!=0&&numTop!=0)print_op(opStack,opTop);}}if(str[i]!='\0')i++;}if(numTop!=1||opTop!=0)return 0;return 1;}void menu(){system("cls");printf("_______________________________\n");printf(" Clear(C) | Equal(E) | Quit(Q) \n");printf("-------------------------------\n");}int main(void){int i=0,j=0,k;char str[N]="\0";char num[N]="\0";char save[N]="\0";char ch;double temp;unsigned long temp2;menu();printf("input an expression,press key 'E' to compute\n");ch=getch();while( 1 ){if(ch==')'||op(ch)||ch>='0'&&ch<='9'){str[i++]=ch;str[i]='\0';menu();printf("input an expression,press key 'E' to compute\n"); printf("%s",str);if( ch=='-'&&(i==1||op(str[i-2]))||ch>='0'&&ch<='9' ){num[j++]=ch;num[j]='\0';}elsej=0;}if(ch=='C'||ch=='c'){if(strlen(str))str[--i]='\0';menu();printf("input an expression,press key 'E' to compute\n");printf("%s",str);}if(ch=='E'||ch=='e'){if(compute(str)){printf("\n=%g\n",numStack[0]); j=0; temp=numStack[0];if(temp<0){temp=-temp;num[j++]='-';num[j]='\0';}temp2=(unsigned long)temp;k=1;while(temp2/k>=10) k*=10;while(k){num[j++]=temp2/k+'0';num[j]='\0';temp2=temp2%k;k/=10;}temp=temp-(int)temp;if(temp!=0){num[j++]='.';num[j]='\0';temp+=0.0000005;}for(k=6;k>0;k--){if(temp==0) break;temp*=10;num[j++]=(int)temp+'0';num[j]='\0';temp=temp-(int)temp;}}i=0; j=0; str[0]='\0';}if(ch=='Q'||ch=='q'){printf("\nare you sure to quit?（Y/N）\n");ch=getch();if(ch=='Y'||ch=='y') break;else{menu();printf("input an expression,press key 'E' to compute\n");printf("%s",str);}}ch=getch();}return 0;}第五章系统测试1.先输入： 3+2*5 后按E求值2.再输入：12/4-5 后按E求值3.再输入Q4.输入Y，退出系统。
算术表达式的求解-数据结构课程设计报告
《数据结构》课程设计报告书题目：算术表达式的求解系别：计算机科学与应用目录一、需求分析 (3)1、设计要求： (3)2、设计构想： (3)二、概要设计 (4)1、本程序包含的模块： (4)三、详细设计 (4)1、定义栈结构 (5)2、栈的基本操作 (5)(1)初始化栈 (5)(2)入栈 (5)(3)出栈 (6)(4)取栈顶元素 (6)(5)运算模块 (6)3、判断运算符的优先级 (7)4、运算函数 (8)(1) 基础运算函数： (8)(2)运算函数 (9)(3)主程序模块 (12)四、调试分析 (12)1、测试结果 (12)2、程序时间复杂度为O（n）； (13)3、设计中出现的问题： (13)4、算法改进： (14)五、课程设计总结 (15)课程设计报告一、需求分析1、设计要求：给定一个算术表达式，通过程序求出最后的结果1>、从键盘输入要求解的算术表达式；2>、采用栈结构进行算术表达式的求解过程；3>、能够判断算术表达式正确与否；4>、对于错误表达式给出提示；5>、对于正确的表达式给出最后的结果；2、设计构想：为了实现算符优先算法使用两个工作栈，一个称作OPTR，以寄存运算符；另一个称作OPND，用以寄存操作数或运算结果。
在操作数和操作符入栈前，通过一个函数来判别，输入的是操作数还是操作符，操作数入OPND，操作符入OPTR。
在输入表达式的最后输入‘#’，设定‘#’的优先级最低，代表表达式输入结束。
在表达式输入过程中，遇操作数则直接入栈，遇到运算符则与栈顶运算符比较优先级,若当前运算符优先级高，则当前运算符入栈,扫描下一符号;否则栈顶运算符出栈,两操作数出栈,进行运算,所得结果入数栈,重新比较当前运算符与新栈顶运算符。
如此重复直到栈顶运算符与当前符号均为‘#’，运算结束。
二、概要设计1、本程序包含的模块：（1）栈模块——实现栈抽象数据类型（2）运算模块——实现数据表达式的运算（3）主程序模块三、详细设计（1）栈模块1、定义栈结构struct Sqstack{int *top;//栈顶元素int *base; //栈底元素int stacksize;//栈的大小};2、栈的基本操作(1)初始化栈int initstack(struct Sqstack &s){s.base=(int *)malloc(stack_size*sizeof(int));if(!s.base)return OVERFLOW;s.top=s.base;s.stacksize=stack_size;return OK;}(2)入栈int push(struct Sqstack &s,int e){if(s.top-s.base>=s.stacksize){s.base=(int*)realloc(s.base,(s.stacksize+stack_increasement)*sizeof(int));if(!(s.base))return OVERFLOW;s.top=s.base+s.stacksize;s.stacksize+=stack_increasement;}* s.top++=e;return OK;}(3)出栈int pop(struct Sqstack &s){int e;if(s.top==s.base)return ERROR;e=*--s.top;return e;}(4)取栈顶元素int gettop(struct Sqstack &s){int e;if(s.top==s.base)return ERROR;e=*(s.top-1);return e;}(5)运算模块1、判断输入字符c是否为操作符：若是，则返回1；否则，返回0int In(int c){char p[10]="+-*/()#^";int i=0;while(p[i]!='\0'){if(p[i]==c)return 1;i++;}return 0;}3、判断运算符的优先级char precede(char top,char c)//该函数为判断当前运算符与前一个运算符的优先级，前一个运算符高于或等于当前运算符的优先级则返回'>'，前一个运算符小于当前运算符的优先级则返'<'，当前一个运算符为'（'当前运算符为'）'时返回'='，用于去除表达式的括号。
数据结构课程设计-表达式求值【完整版】
ＸＸXＸXX大学《数据结构》课程设计报告班级：学号：姓名：指导老师:目录一算术表达式求值一、需求分析二、程序得主要功能三、程序运行平台四、数据结构五、算法及时间复杂度六、测试用例七、程序源代码二感想体会与总结算术表达式求值一、需求分析一个算术表达式就是由操作数(oｐeranｄ）、运算符(operator）与界限符（deｌimiter)组成得。
假设操作数就是正整数，运算符只含加减乘除等四种运算符,界限符有左右括号与表达式起始、结束符“#”，如：＃(7+15）*（2３—２8/４）#。
引入表达式起始、结束符就是为了方便.编程利用“算符优先法”求算术表达式得值.二、程序得主要功能（1）从键盘读入一个合法得算术表达式，输出正确得结果。
(2）显示输入序列与栈得变化过程。
三、程序运行平台Ｖｉsｕaｌ C＋+6、0版本四、数据结构本程序得数据结构为栈。
（1）运算符栈部分：struct SqStaｃk ／/定义栈{char *base； //栈底指针ｃｈａr *toｐ; ／/栈顶指针inｔstacｋsiｚe； //栈得长度};inｔInitSｔack (SqＳｔack &ｓ) //建立一个空栈S{ｉf （!(s、ｂａse= (char ＊）ｍalloc(5０＊ｓizeof（chａr）)）)exｉt（0）；ｓ、ｔop=s、bａse;s、staｃksiｚｅ=５0；retuｒn OK；}ｃhar GeｔTop（SqStack s,char &e) /／运算符取栈顶元素｛iｆ (s、ｔop==s、ｂase) //栈为空得时候返回EＲROR｛ﻩ prｉntf(＂运算符栈为空！＼n")；ﻩ reｔurn ERＲＯR;｝elsee＝*（s、ｔoｐ-1); //栈不为空得时候用ｅ做返回值，返回S得栈顶元素，并返回OK returnＯＫ;｝ｉnt Push(SqStacｋ＆s，cｈａr ｅ） //运算符入栈｛if （s、tｏp—s、baｓe >= ｓ、ｓtacksｉzｅ）ﻩ{ｐriｎtf（＂运算符栈满!＼n"）;ﻩs、basｅ=（cｈaｒ*）reａlloｃ(s、bａｓe，(s、sｔackｓｉze+5)*ｓizeoｆ(cｈar））；//栈满得时候,追加5个存储空间ｉf(！s、basｅ)exｉt （OVERＦＬOW）；s、top=s、ｂａsｅ+s、ｓｔacｋsize;s、ｓtaｃksiｚｅ+=５;}ﻩ＊(s、ｔop）＋＋=e；／/把e入栈ﻩｒeturn OK;}ｉnｔ Pop(SqStaｃk &ｓ，char ＆ｅ） /／运算符出栈｛ｉｆ (s、toｐ==s、base) ／/栈为空栈得时候，返回ERＲOＲ｛ｐrintf（＂运算符栈为空!\n”）;ﻩ return ERROＲ;}else｛ﻩﻩe=＊-—ｓ、tｏp；/／栈不为空得时候用e做返回值，删除S得栈顶元素，并返回ＯK return OK；}}iｎt StackTｒaｖerse（ＳqStacｋ&ｓ)／/运算符栈得遍历｛ﻩchar ＊t；ﻩt=s、ｂａｓｅ；ﻩif (s、top＝=s、baｓe）｛ﻩ printｆ（”运算符栈为空！\ｎ”)； //栈为空栈得时候返回ＥＲRORｒeturn ERＲOＲ;}ｗhile（t！＝s、tｏp)｛ﻩﻩｐrｉｎｔf（" %c",＊t)； //栈不为空得时候依次取出栈内元素t++;ﻩ}ｒeturｎ EＲRＯR；｝（2）数字栈部分：strｕｃt SqSｔackn//定义数栈｛ｉnt *bａse; //栈底指针ｉnt＊tｏp； //栈顶指针ｉnｔ sｔacksｉze； //栈得长度｝;inｔIｎｉtStackｎ (SqSｔackn &s) //建立一个空栈Ｓ{s、base=（int＊）malｌoc（50*sｉzeof(int）);if(！ｓ、ｂase）eｘiｔ（OVEＲFLＯW）；//存储分配失败s、top=s、base；s、stacksizｅ=5０;reｔuｒn OK；｝ｉｎt GｅtToｐn(ＳqＳtａcｋn s,inｔ＆e) //数栈取栈顶元素{if（s、ｔop=＝s、base）{prinｔｆ(＂运算数栈为空!\ｎ＂);//栈为空得时候返回ERRORﻩ rｅturｎ ERROR;}eｌseﻩe＝＊（s、toｐ-1);／/栈不为空得时候，用e作返回值，返回S得栈顶元素，并返回OＫreturｎＯK；｝int Pｕshn（SｑStａckn ＆s，int ｅ) //数栈入栈｛if（s、tｏp—s、ｂasｅ＞＝s、stacksiｚe)｛ﻩﻩprｉｎｔf（"运算数栈满!\ｎ"）；／/栈满得时候,追加5个存储空间ﻩs、base=(int＊）realloc (s、baｓe,(s、stａcksize＋5)＊sｉzｅof（ｉnt));ｉf（!s、base) ｅxit (ＯＶERFLOW)；ﻩs、top=ｓ、bａsｅ＋ｓ、stacｋsize;//插入元素e为新得栈顶元素s、stacksｉｚe+=5；}*（s、top）++=e; /／栈顶指针变化returｎOK;}ｉｎt Popｎ(ＳｑSｔacｋn ＆s，iｎt &e)//数栈出栈｛ﻩif （s、top=＝ｓ、base）｛ﻩ pｒiｎtｆ（"运算符栈为空！\n＂);//栈为空栈得视时候，返回ERRＯＲﻩ retｕrn ERROR；ﻩ｝ｅlse｛ﻩﻩe=＊—-ｓ、tｏp；／/栈不空得时候，则删除S得栈顶元素,用e返回其值，并返回OK ﻩreturｎOK；｝}ｉnt StacｋＴraveｒsｅn（SqStackn &s)/／数栈遍历{ﻩiｎｔ＊t;ﻩｔ=s、basｅ ;ﻩif（s、top==s、basｅ）ﻩ｛pｒinｔf(＂运算数栈为空！\n”）；//栈为空栈得时候返回ERRORﻩ rｅｔｕrn ERＲＯＲ；ﻩ｝ﻩwｈile（t！=ｓ、ｔop)ﻩ{priｎtf(” ％d”，*ｔ); /／栈不为空得时候依次输出t＋＋;｝return ERRＯR；｝五、算法及时间复杂度１、算法:建立两个不同类型得空栈,先把一个‘＃’压入运算符栈。
算术表达式的求解课程设计说明书
一、设计题目算术表达式的求解二、设计内容给定一个算术表达式，通过程序求出最后的结果。
具体内容如下：(1)从键盘输入要求解的算术表达式；(2)采用栈结构进行算术表达式的求解过程；(3)能够判断算术表达式正确与否；(4)对于错误表达式给出提示；(5)对于正确的表达式给出最后的结果；三、概要设计设计的内容，可以确定所需的模块及模块间调用关系如流程图所示：模块的关系图四、算法描述栈结构进行算术表达式的求解过程，其各个模块的流程图，如下图所示：创建栈出栈栈的索引值index遍历栈设计源代码#include "iostream.h" #include "stdlib.h" #include "math.h" #include "time.h" #define TRUE 1 #define FALSE 0 #define ERROR -1压栈简单的四则运算运算符typedef int Status; //用模板实现的链式结构堆栈类template <class T>class stack{private:struct link{T data; //结点数据域link *next; //下一结点指针link(T Data,link* Next){//结构体构造函数data=Data;next=Next;}}*head; //堆栈顶指针public:stack(); //构造函数(初始化栈)~stack(); //析构函数(销毁栈)void push(T Data); //压栈操作T gettop()const; //取栈顶元素T pop(); //出栈操作T getvalue(int index); //返回栈底开始第INDEX个栈中值void traverse(int n); //遍历栈N个数换行int empty(); //判断栈是否为空，1是，0非int sizeofstack(); //返回栈的大小void clear(); //清空栈};//类模板成员函数的实现template<class T> stack<T>::stack()//构造函数{head=0;}template<class T> stack<T>::~stack()//析构函数{link* cursor=head;while(head){cursor=cursor->next;delete head;head=cursor;}}template<class T>void stack<T>::push(T Data)//压栈操作{head=new link(Data,head);}template<class T>T stack<T>::gettop()const //取栈顶元素{return head->data;}template<class T>T stack<T>::pop() //出栈操作{if(head==0)return 0;T result=head->data;link* oldhead=head;head=head->next;delete oldhead;return result;}template <class T>T stack<T>::getvalue(int index)//返回栈底开始第INDEX个栈中值{link *cursor=head;int i=1;int stacklen=sizeofstack();if(index<=0||index>stacklen)return 0;while(i<=(stacklen-index)){cursor=cursor->next;i++;}return cursor->data;}template <class T> void stack<T>::traverse(int n)//遍历栈{link * cursor=head;int iEnterSign=1; //换行标识while(cursor){cout<<cursor->data<<" ";if(iEnterSign%n==0)cout<<endl;cursor=cursor->next;iEnterSign++;}if((iEnterSign-1)%n!=0)cout<<endl;}template <class T>int stack<T>::empty() //判断栈是否为空，1是，0非{return head==0?1:0;}template <class T>int stack<T>::sizeofstack() //返回栈的大小{int size=0;link *cursor=head;while(cursor){cursor=cursor->next;size++;}return size;}template<class T> void stack<T>:: clear() //清空栈{link *cursor=head;while(cursor&&cursor->next){cursor=cursor->next;delete head;head=cursor;}}int Operator(char ch){if(ch=='+'||ch=='-'||ch=='*'||ch=='/'||ch=='('||ch==')'||ch=='#')return(TRUE);elsereturn(FALSE);}char Precede(char ch1,char ch2){char ch;switch(ch1){case '+':case '-':{switch(ch2){case '+':case '-':case ')':case '#':ch='>'; break;case '*':case '/':case '(':ch='<';break;}break;}case '*':case '/':{if(ch2=='(')ch='<';elsech='>';break;}case '(':{if(ch2==')')ch='=';elsech='<';break;}case ')':{ch='>';break;}case '#':{if(ch2=='#')ch='=';elsech='<';break;}}return(ch);}int calc(int x,char ch,int y){int z;switch(ch){case '+': z=x+y; break;case '-': z=x-y; break;case '*': z=x*y; break;case '/': if(y!=0)z=x/y;else//z=0;cout<<"分母不能仅为0!"<<endl;break;}return(z);}int middexpression(char *exp) //求解算式表达式{stack<int> *opnd=new(stack<int>);stack<char> *optr=new(stack<char>);char ch=*exp;int x=0,y,z;int result;optr->push('#');while(ch!='#'||optr->gettop()!='#'){if(!Operator(ch)){x=ch-48;opnd->push(x);ch=*++exp;if(ch!='\0'&&!Operator(ch)){cout<<"不符合要求,运算数必须是0~9之间的数"<<endl;exit(0);}}else{switch(Precede(optr->gettop(),ch)){case '<': //栈顶元素优先权低optr->push(ch);ch=*++exp;break;case '=': //脱括号并接收下一字符optr->pop();ch=*++exp;break;case '>': //退栈并将运算结果入栈if(opnd->sizeofstack()<2){cout<<"表达式不合法!"<<endl;exit(0);}x=opnd->pop();y=opnd->pop();z=calc(y,optr->pop(),x);opnd->push(z);x=0;break;}}if(ch=='\0'){cout<<"表达式应该以'#'结束!"<<endl;exit(0);}}result=opnd->pop();if(opnd->empty()&&optr->pop()=='#')return(result);else{cout<<"输入不合法!"<<endl;exit(0);}}void main(void) //程序入口函数{char exp[50];cout<<"数据结构课程设计-请输入算术表达式(以#结束):"<<endl;cin>>exp;cout<<middexpression(exp)<<endl;}五、测试结果及分析运行程序，输入数据及所得结果如下表；通过实际的将程序输入软件中，执行后所列出的表中，并且通过记录的所得的上表可知，给定的一个算术表达式，通过程序所求出来的值是正确的，并且当输入数值出现错误或者是表达式输入错误时，也会给出相应的错误提示，所以程序达到了原先所要的设计的要求。
数据结构课程设计之算术表达式求值
1【实验题目及要求】[问题描述]一个算术表达式是由操作数(operand)、运算符(operator)和界限符(delimiter)组成的。
假设操作数是正实数，运算符只含加减乘除等四种运算符，界限符有左右括号和表达式起始、结束符“#”，如：#（7+15）*（23-28/4）#。
引入表达式起始、结束符是为了方便。
编程利用“算符优先法”求算术表达式的值。
[基本要求]（1）从键盘或文件读入一个合法的算术表达式，输出正确的结果。
（2）显示输入序列和栈的变化过程。
（3）考虑算法的健壮性，当表达式错误时，要给出错误原因的提示。
(4) 实现非整数的处理（可选功能）。
2【源代码（C语言）】#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<string.h>#define MAXSIZE 20#define OK 1#define ERROR 0#define OVERLOW 0#define YES 1#define NO 0typedefstruct{char * base;char * top;int stacksize; //最大存储量}OPTR; //字符存储栈typedefstruct{float *base;float *top;int stacksize; //最大存储量}OPND; //数值存储栈int InitOptrStack(OPTR *); //字符栈初始化函数int OptrPush(OPTR *, char); //进字符栈操作int OptrPop(OPTR*, char *); //出字符栈操作int OptrEmpty(OPTR ); //判断字符栈是否为空char GetOptrTop(OPTR); //返回字符栈顶元素int InitOpndStack(OPND *); //数值栈初始化函数int OpndPush(OPND *, float); //进数值栈操作int OpndPop(OPND*, float*); //出数值栈操作int OpndEmpty(OPND ); //判断数值栈是否为空int JudgeChar(char); //判断是否为字符float GetFloat(char *); //接收一个数字char Precede(char, char); //判断优先级操作float Caculate(float,float,char);//计算数值{char ch, noMean, ci;float num, number1, number2;OPTR optr;OPND opnd;//system("color 30");InitOptrStack(&optr);InitOpndStack(&opnd);while(1){printf(" 请输入表达式以“#”开始，以“#”结束\n ");do{ch = getchar();}while(ch !='#'); //忽略前面非‘#’字符OptrPush(&optr, ch);ch = getchar();while(ch != '#' || GetOptrTop(optr) != '#'){if(!JudgeChar(ch)){ //如果输入的是数字num = GetFloat( &ch );OpndPush(&opnd, num);else{ //输入的是字符switch(Precede(GetOptrTop(optr),ch)){case'<':OptrPush(&optr,ch); //栈顶优先级低ch = getchar();break;case'=':OptrPop(&optr,&noMean); //左右括号，把左括号出栈ch = getchar ();break;case'>': //栈顶优先级高if(OpndPop(&opnd, &number2) && OpndPop(&opnd,&number1)){OptrPop(&optr, &ci);num = Caculate(number1, number2, ci ); //出栈计算OpndPush(&opnd, num);}else{printf(" 输入过多运算符！\n");system ("PAUSE");exit(0);}break;}//witch}//else}if(opnd.top -opnd.base >= 2){printf(" 俩个括号之间缺少运算符！\n ");system ("PAUSE");exit( 0 );}OpndPop(&opnd,&num); //直接把OPND的栈元素赋值给numprintf(" 运算结果为%.3f\n", num);}system ("PAUSE");}int InitOptrStack(OPTR * OP){OP->base = (char*)malloc((MAXSIZE+1)*sizeof(char));OP->top = OP->base;OP->stacksize = MAXSIZE;return OK;}int OptrPush(OPTR *OP, char ch){*(OP->top) = ch;OP->top++;return OK;}int OptrPop(OPTR *OP, char *ch){if(OP->base == OP->top)return ERROR;else{OP->top--;*ch = *(OP->top);return OK;}}int OptrEmpty(OPTR OP){if(OP.top == OP.base )return YES;elsereturn NO;}char GetOptrTop(OPTR OP){return *(OP.top -1);}int InitOpndStack(OPND * OP){if(!(OP->base = (float*)malloc((MAXSIZE+1)*sizeof(float)))) exit(OVERLOW);OP->top = OP->base;OP->stacksize = MAXSIZE;return OK;}int OpndPush(OPND *OP, float number) {*(OP->top) = number;OP->top++;return OK;}int OpndPop(OPND *OP, float* number) {if(OP->top == OP->base)return ERROR;else{OP->top--;*number = *(OP->top);return OK;}}int OpndEmpty(OPND OP){if(OP.top == OP.base )return YES;elsereturn NO;}int JudgeChar(char ch){if(ch>='0'&&ch<= '9')return NO;elsereturn YES;}float GetFloat(char* ch){int i;float num = 0;for( i = 0; *ch>= '0'&& *ch<= '9'; i++){ num = num*10 + *ch - '0';*ch = getchar();}return num;}char Precede(char a, char b){char ch;switch(a){case'+':case'-': if(b == '*' || b == '/' || b == '(')ch = '<';elsech = '>';break;case'*':case'/': if( b == '(')ch = '<';elsech = '>';break;case'(': if(b == ')')ch = '=';elseif(b == '#'){printf(" 缺少反括号\n");system ("PAUSE");exit(0);}elsech = '<';break;case')': if(b == '('){printf(" 两个括号之间没有符号相连！\n");system("PAUSE");exit(0);}ch = '>';break;case'#': if(b == '#')ch = '=';elseif(b == ')'){printf(" 没有左括号！\n ");system("PAUSE");exit(0);}elsech = '<';break;default: printf(" 输入运算符超出范围! \n ");system ("PAUSE");exit(0);break;}return ch;}float Caculate(float number1, float number2, char ci){float num;switch( ci){case'+': num = number1 + number2; break;case'-': num = number1 - number2; break;case'*': num = number1 * number2; break;case'/': num = number1 / number2; break;}return num;}3【算法思想】根据栈的原理，建立数字栈OPND和运算符号栈OPTR，对读入的字符进行判断，存入不同的栈内，每次读入一个字符就把该字符和运算符栈顶的优先级进行比较，然后选择相应的操作，这是这个程序的核心代码，如下：switch(Precede(GetOptrTop(optr),ch)){case '<':OptrPush(&optr,ch); //栈顶优先级低ch = getchar();break;case '=':OptrPop(&optr,&noMean); //左右括号，把左括号出栈ch = getchar ();break;case '>': //栈顶优先级高if(OpndPop(&opnd, &number2) && OpndPop(&opnd, &number1)){OptrPop(&optr, &ci);num = Caculate(number1, number2, ci ); //出栈计算OpndPush(&opnd, num);}else{printf(" 输入过多运算符！\n");system ("PAUSE");exit(0);}break;}//witch4【实现效果】完全可以实现题目的要求，除了下图的错误提示，本程序还可以提示的错误有：输入过多运算符，缺少反括号，两个括号之间缺少运算符相连，缺少左括号，输入的运算符超出范围等提示。
数据结构课程设计报告-中缀算术表达式求值
程设计报告课程名称数据结构课题名称中缀算术表达式求值专业通信工程班级通信0902学号姓名指导教师2011 年07 月01 日湖南工程学院课程设计任务书课程名称数据结构课题中缀算术表达式求值专业班级通信工程0902学生姓名学号指导老师审批任务书下达日期2011 年06 月27 日任务完成日期2011 年07 月01 日设计要求：1. 课程设计报告规范1）需求分析a.程序的功能。
b.输入输出的要求。
（2）概要设计a.程序由哪些模块组成以及模块之间的层次结构、各模块的调用关系；每个模块的功能。
b.课题涉及的数据结构和数据库结构；即要存储什么数据，这些数据是什么样的结构，它们之间有什么关系等。
（3）详细设计a.采用 C 语言定义相关的数据类型。
b．写出各模块的类C 码算法。
c.画出各函数的调用关系图、主要函数的流程图。
（4）调试分析以及设计体会a.测试数据：准备典型的测试数据和测试方案，包括正确的输入及输出结果和含有错误的输入及输出结果。
b.程序调试中遇到的问题以及解决问题的方法。
c.课程设计过程经验教训、心得体会。
（5）使用说明用户使用手册：说明如何使用你编写的程序，详细列出每一步的操作步骤。
（6）书写格式a.设计报告要求用A4 纸打印成册：b.一级标题用 3 号黑体,二级标题用四号宋体加粗,正文用小四号宋体;行距为22。
（7）附录源程序清单（带注释）2. 考核方式指导老师负责验收程序的运行结果，并结合学生的工作态度、实际动手能力、创新精神和设计报告等进行综合考评，并按优秀、良好、中等、及格和不及格五个等级给出每位同学的课程设计成绩。
具体考核标准包含以下几个部分：（1）平时出勤（占10%）（ 2）系统需求分析、功能设计、数据结构设计及程序总体结构合理与否（占10%）（ 3）程序能否完整、准确地运行，个人能否独立、熟练地调试程序（占40%）（4）设计报告（占30%）注意：不得抄袭他人的报告（或给他人抄袭），一旦发现，成绩为零分。
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初步掌握软件开发过程的问题分析、系统设计、程序编码、测试等基本方法和技能；
提高综合运用所学的理论知识和方法独立分析和解决问题的能力；
训练用系统的观点和软件开发一般规范进行软件开发，培养软件工作者所应具备的科学的工作方法和作风。
2．设计内容和要求：
设计内容：
给定一个算术表达式，通过程序求出最后的结果。
1、从键盘输入要求解的算术表达式；
2、采用栈结构进行算术表达式的求解过程；
3、能够判断算术表达式正确与否；
4、对于错误表达式给出提示；
5、对于正确的表达式给出最后的结果；
设计要求：
(1) 符合课题要求，实现相应功能；
(2) 要求界面友好美观，操作方便易行；
[2]严蔚敏,吴伟民.数据结构（C语言版）.北京：清华大学出版.1997.
[3]苏光奎,李春葆.数据结构导学.北京:清华大学出版.2002.
[4]周海英，马巧梅，靳雁霞.数据结构与算法设计.北京：国防工业出版社，2007.
[5]张海藩.软件工程导论.北京：清华大学出版社.2003.
5．设计成果及要求：
应用软件
课程设计说明书
6．工作计划及进度：
2010年12月27日~2010年12月28日需求分析和概要设计；
2010年12月29日~2011年1月4日详细设计及编码；
2011年1月5日~2011年1月6日测试；撰写课程设计说明书；
2011年1月7日验收、成绩考核。
学院审查意见：
签字：
2010年12月24日
(3) 注意程序的实用性、安全性；
3．设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计说明书、程序等〕：
(1)选择合适的数据结构，并定义数据结构的结构体；
(2)根据程序所要完成的基本要求和程序实现提示，设计出完整的算法；(3)按格式要求写出Fra bibliotek程设计说明书。
课程设计任务书
4．主要参考文献：
[1]李云清，杨庆红.数据结构（C语言版）.北京：人民邮电出版社，2004.
中北大学
课程设计任务书
学院：
软件学院
专业：
软件工程
学 生 姓 名：
张蓓
学 号：
1021011602
设 计 题 目：
算术表达式的求解
起迄日期:
2010年12月27日~2011年1月7日
设计地点:
软件学院机房
指导教师:
何志英
发任务书日期:2010 年12月24日
课程设计任务书
1．设计目的：
《数据结构》课程主要介绍最常用的数据结构，阐明各种数据结构内在的逻辑关系，讨论其在计算机中的存储表示，以及在其上进行各种运算时的实现算法，并对算法的效率进行简单的分析和讨论。进行数据结构课程设计要达到以下目的：