C语言、栈+表达式求值、 代码+论文
数学与计算机学院
课程设计说明书
课程名称: 数据结构与算法A设计实践
课程代码: 6015059
题目二: 利用栈实现表达式求解
年级/专业/班: 2011/信科/
学生姓名: 彭X
学号: 312011070102XXX
开始时间:2014 年 5 月28 日
完成时间:2014 年 6 月28 日
课程设计成绩：
指导教师签名：年月日
目录
3 实验二 (9)
3.1整体设计思路 (9)
3.2 编码 (10)
3.3 程序演示 (13)
总结 (15)
参考文献 (16)
摘要
随着计算机的普遍应用与日益发展，其应用早已不局限于简单的数值运算，数据结构与算法的学习就是为以后利用计算机资源高效地开发非数值处理的计算机程序打下坚实的理论、方法和技术基础。数据结构与算法旨在分析研究计算机加工的数据对象的特性，以便选择适当的数据结构和存储结构，从而使建立在其上的解决问题的算法达到最优。
第二个实验是利用栈实现表达式求解，要求只考虑+、-、*、/四种数学运算还有只考虑圆括号参与运算。
关键词：数据结构与算法线性表链式结构栈表达式求解
1 引言
1.1问题的提出
数据结构课程设计是重要地实践性教学环节。在进行了程序设计语言课和《数据结构与算法》课程教学的基础上，设计实现相关的数据结构经典问题，有助于加深对数据结构课程的认识。本课程设计是数据结构中的一个关于线性表链式表示的实现还有用栈实现表达式求解，此课程设计要求对栈存储结构和链表存储结构非常熟悉，并能熟练使用它们。
1.2C语言
C语言既有高级语言的特点，又具有汇编语言的特点；既是一个成功的系统设计语言，有时一个使用的程序设计语言；既能用来编写不依赖计算机硬件的应用程序，又能用来编写各种系统程序；是一种受欢迎、应用广泛的程序设计语言。
1.3C语言发展过程
1973年，美国贝尔实验室的D.M.RITCHIE在B语言的基础上最终设计出了一种新的语言，他取了BCPL的第二个字母作为这种语言的名字，这就是C语言。
1977年Dennis M.Ritchie 发表了不依赖于具体机器系统的C语言编译文本《可移植的C语言编译程序》。
1978年Brian W.Kernighian和Dennis M.Ritchie出版了名著《The C Programming Language》，从而使C语言成为目前世界上流行最广泛的高级程序设计语言。
1.4任务
题目二：利用栈实现表达式求解
第二个实验是使用栈来解决表达式中的求解优先问题。要求（1）只考虑+、-、*、/四种数学运算；（2）只考虑圆括号（）参与运算。
3 实验二利用栈实现表达式求解
2.1整体设计思路
基本的思路是，程序根据输入的字符，来分析求解步骤，然后根绝步骤以此计算求解。我用符号来表示运算符和运算符的优先级，通过运算符的优先级来决定是进行运算还是入栈。比如输入一个字符串：12+56/7*65= 遇到数字就继续向后读取，直到遇到运算符，将这
前面的数字入栈，然后在+号这里，程序判断+号和运算符栈顶的运算符优先级，因为运算符栈初始化是有一个最低级运算符=，所以+号优先级大于=号，这里就将+号也入运算符栈。然后继续读取数字，将独到的的数字56后入运算数栈，这里/号运算符优先级大于刚入栈的+号。所以/号也继续入预算符栈。数字7入运算数栈，后面的*号和运算数栈顶的/号同优先级，所以这里程序先不把*号入栈，进行出栈计算函数操作。由于运算数栈栈顶和栈顶下一个数据，就是/号运算符的2个运算数，所以将运算数栈出栈2次，运算符栈出栈一次，得到56/7，进行计算，将得到的结果8进行运算数入栈操作，然后在执行*号和运算符栈顶进行比较，*号优先级大于+号，入运算符栈，并且读取数字65，入运算数栈，最后读取的=号优先级小于所有运算符，所以进行出栈运算操作，同样是运算数栈出栈2次，而运算符栈出栈一次，得到8*65.计算后入运算数栈。栈计算函数进行递归判断，=号优先级继续小于第一次入栈的+号，在执行出栈运算，知道运算符栈也只有最先初始化的=号运算符结束。
3.2 编码：
比较优先级：
char compare ( char optr1, char optr2 ) //optr1为前一个运算符，optr2为后一个运算符
{
char r;
switch ( optr2 )
{
case '+':
case '-':
if ( optr1 == '(' || optr1 == '=' )
r = '<';
else
r = '>';
break;
case '*':
case '/':
if ( optr1 == '*' || optr1 == '/' || optr1 == ')' )
r = '>';
else
r = '<';
break;
case '(':
if ( optr1 == ')' )
{
puts ( "括号匹配错误" );
exit ( -1 );
}
else
r = '<';
break;
case ')':
if ( optr1 == '(' )
r = '=';
else if ( optr1 == '=' )
{
puts ( "没有左括号" );
}
else
r = '>';
break;
case '=':
switch ( optr1 )
{
case'=':
r = '=';
break;
case'(':
puts ( "没有右括号!!" );
exit ( -1 );
default:
r = '>';
}
break;
}
return r;
}
计算函数：
int compute ( int a, int Opera, int b )//，运算函数{
char n = (char)Opera;
switch ( n )
{
case '+':
return a + b;
case '-':
return a - b;
case '*':
return a*b;
case '/':
if ( b != 0 )
return a / b;
else
{
puts ( "除数不能为0!" );
getche ( );
exit ( -1 );
}
}
}
计算表达式：
int computeExpression ( ) //运算表达式的函数
{
Stack_S OPTR, OPND; //OPTR为运算符栈；OPND为运算数栈
char c;
char Data[11];
memset ( Data, 0, 11 ); //数组归零
int a, b, d, e;
InitStack ( OPTR );
InitStack ( OPND );
Push ( OPTR, '=' ); //操作符栈中首先插入‘=’
c = getchar ( );
GetTop ( OPTR, e ); //取操作符栈的栈顶元素
while ( (c != '=') || (e != '=') )
{
if ( isSign ( c ) ) //是符号则进栈
{
switch ( compare ( e, c ) ) //符号e的优先级高于c时返回'>'
{
case '<': //符号栈栈顶的元素优先级低，压栈
Push ( OPTR, c );
c = getchar ( );
break;
case '=':
Pop ( OPTR, e ); //当‘=’时：e，c是括号则去掉()，接收下一个字符
c = getchar ( );
break;
case '>': //符号栈栈顶元素的优先级比输入运算符优先级高，退栈。将运算结果压栈
Pop ( OPTR, e );
Pop ( OPND, b ); //注意这两个的顺序,b与a不要搞反了，b先出栈a后出栈
Pop ( OPND, a );
Push ( OPND, compute ( a, e, b ) );
break;
}
else if ( (c >= '0') && (c <= '9') )//当读到的是数字
{
int i = 0;
while ( (c >= '0') && (c <= '9') )//循环读出多位的数字
{
Data[i] = c;
i++;
c = getchar ( );
}
//Data[i] = '0';
d = atoi ( Data );//字符串转化为整数
Push ( OPND, d ); //数字压入操作数栈
}
else
{
puts ( "输入错误" );
exit ( -1 );
}
GetTop ( OPTR, e ); //获取操作符栈的栈顶元素
}
GetTop ( OPND, e ); //获取最后结果
return e; //返回结果
}
2.3 程序演示：
系统测试
结论
这一次的课程设计相比之前的几次算是比较简单和轻松的了，但是还是会有很多问题出现，主要问题体现在对C语言的遗忘，有些东西不记得了，需要看以前的学习的书再次巩固一下。
本次实践做了两个题，一个是线性表的链式表示和实现，另一个是利用栈实现表达式求解。在做线性表的时候对指针的使用还不是很好，容易出错，在同学及老师的帮助下，顺利解决。在做利用栈实现表达式求解问题的时候，对栈的理解必须到位才可以做好，特别是表达式求解时什么时候进栈什么时候出栈是很重要的，匹配括号是其中一个难点。
经过本次课程设计，相当于复习了C语言和数据结构，也锻炼了程序设计的能力，收获颇多。
附录
Cpp：
// 栈实现数值计算.cpp: 主项目文件。
#include"stdafx.h"
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#define STACK_INIT_SIZE 100 //栈初始化大小
#define STACKINCREMENT 10 //增量
typedef struct TagStack
{
int *base; //栈底，栈构造前和销毁后，都为NULL
int *top; //栈顶。空栈时base==top；否则top永远指向栈顶元素的下一个位置int stacksize; //当前已经分配的存储空间
}Stack_S;//栈结构
void InitStack ( Stack_S &S ) //空间初始分配
{
S.base = (int *)malloc ( STACK_INIT_SIZE*sizeof(int) );
if ( !S.base )
exit ( -1 );
S.top = S.base;
S.stacksize = STACK_INIT_SIZE;
}
bool GetTop ( Stack_S S, int &e ) //获取栈顶元素
{
if ( S.top == S.base ) //栈空
return false;
e = *(S.top - 1);
return true;
}
bool Push ( Stack_S &S, int e )//入栈
{
if ( (S.top - S.base) >= S.stacksize ) //空间不够，重新分配
{
S.base = (int*)realloc ( S.base, (S.stacksize + STACKINCREMENT)*sizeof(int) );
if ( !S.base )
exit ( -1 );
S.top = S.base + S.stacksize; //防止S.base地址可能变更的情况
S.stacksize += STACKINCREMENT;
}
*S.top++ = e; //S.top赋值，然后自增，
return true;
}
bool Pop ( Stack_S &S, int &e )//弹栈
{
if ( S.top == S.base )
return false;
e = *--S.top; //S.top先自减，再赋值
return true;
}
//判断符号优先级的函数。数据结构中表3.1写作的函数
char compare ( char optr1, char optr2 ) //optr1为前一个运算符，optr2为后一个运算符{
char r;
switch ( optr2 )
{
case'+':
case'-':
if ( optr1 == '(' || optr1 == '=' )
r = '<';
else
r = '>';
break;
case'*':
case'/':
if ( optr1 == '*' || optr1 == '/' || optr1 == ')' )
r = '>';
else
r = '<';
break;
case'(':
if ( optr1 == ')' )
{
puts ( "括号匹配错误" );
exit ( -1 );
}
else
r = '<';
break;
case')':
if ( optr1 == '(' )
r = '=';
else if ( optr1 == '=' )
{
puts ( "没有左括号" );
}
else
r = '>';
break;
case'=':
switch ( optr1 )
{
case'=':
r = '=';
break;
case'(':
puts ( "没有右括号!!" );
exit ( -1 );
default:
r = '>';
}
break;
}
return r;
}
bool isSign ( char d )//判断是否为操作符
{
switch ( d )
{
case'+':
case'-':
case'*':
case'/':
case'(':
case')':
case'=':
return true;
default:
return false;
}
}
int compute ( int a, int Opera, int b )//，运算函数{
char n = (char)Opera;
switch ( n )
{
case'+':
return a + b;
case'-':
return a - b;
case'*':
return a*b;
case'/':
if ( b != 0 )
return a / b;
else
{
puts ( "除数不能为0!" );
getche ( );
exit ( -1 );
}
}
}
int computeExpression ( ) //运算表达式的函数
{
Stack_S OPTR, OPND; //OPTR为运算符栈；OPND为运算数栈
char c;
char Data[11];
memset ( Data, 0, 11 ); //数组归零
int a, b, d, e;
InitStack ( OPTR );
InitStack ( OPND );
Push ( OPTR, '=' ); //操作符栈中首先插入‘=’
c = getchar ( );
GetTop ( OPTR, e ); //取操作符栈的栈顶元素
while ( (c != '=') || (e != '=') )
{
if ( isSign ( c ) ) //是符号则进栈
{
switch ( compare ( e, c ) ) //符号e的优先级高于c时返回'>'
{
case'<': //符号栈栈顶的元素优先级低，压栈
Push ( OPTR, c );
c = getchar ( );
break;
case'=':
Pop ( OPTR, e ); //当‘=’时：e，c是括号则去掉()，接收下一个字符
c = getchar ( );
break;
case'>': //符号栈栈顶元素的优先级比输入运算符优先级高，退栈。将运算结果压栈
Pop ( OPTR, e );
Pop ( OPND, b ); //注意这两个的顺序,b与a不要搞反了，b先出栈a 后出栈
Pop ( OPND, a );
Push ( OPND, compute ( a, e, b ) );
break;
}
}
else if ( (c >= '0') && (c <= '9') )//当读到的是数字
{
int i = 0;
while ( (c >= '0') && (c <= '9') )//循环读出多位的数字
{
Data[i] = c;
i++;
c = getchar ( );
}
//Data[i] = '0';
d = atoi ( Data );//字符串转化为整数
Push ( OPND, d ); //数字压入操作数栈
}
else
{
puts ( "输入错误" );
exit ( -1 );
}
GetTop ( OPTR, e ); //获取操作符栈的栈顶元素
}
GetTop ( OPND, e ); //获取最后结果
return e; //返回结果
}
int main ( )
{
int nResult;
puts ( "第6题利用栈实现表达式求解" );
puts ( "**************************************************" );
puts ( "1 只考虑+、-、*、/四种数学运算" );
puts ( "2 只考虑圆括号（）参与运算" );
puts ( "**************************************************" );
puts ( "请输入一个运算式，以等号结尾：" );
nResult = computeExpression ( );
printf ( "运算结果是：%d\n", nResult );
system ( "pause" );
return 0;
}
数据结构算术表达式求值实验报告
软件技术基础实验报告 实验名称：表达式计算器 系别：通信工程 年级： 班级： 学生学号： 学生姓名： 《数据结构》课程设计报告 题目简易计算表达式的演示 【题目要求】 要求：实现基本表达式计算的功能 输入：数学表达式，表达式由整数和“+”、“-”、“×”、“/”、“（”、“）”组成输出：表达式的值 基本操作：键入表达式，开始计算，计算过程和结果记录在文档中 难点：括号的处理、乘除的优先级高于加减
1．前言 在计算机中，算术表达式由常量、变量、运算符和括号组成。由于不同的运算符具有不同的优先级，又要考虑括号，因此，算术表达式的求值不可能严格地从左到右进行。因而在程序设计时，借助栈实现。 算法输入：一个算术表达式，由常量、变量、运算符和括号组成（以字符串形式输入）。为简化，规定操作数只能为正整数，操作符为+、-*、/、=，用#表示结束。 算法输出：表达式运算结果。 算法要点：设置运算符栈和运算数栈辅助分析算符优先关系。在读入表达式的字符序列的同时，完成运算符和运算数的识别处理，以及相应运算。 2．概要设计 2.1 数据结构设计 任何一个表达式都是由操作符，运算符和界限符组成的。我们分别用顺序栈来寄存表达式的操作数和运算符。栈是限定于紧仅在表尾进行插入或删除操作的线性表。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。 2.2 算法设计 为了实现算符优先算法。可以使用两个工作栈。一个称为OPTR ，用以寄存运算符，另一个称做OPND ，用以寄存操作数或运算结果。 1.首先置操作数栈为空栈，表达式起始符”#”为运算符栈的栈底元素； 2.依次读入表达式，若是操作符即进OPND 栈，若是运算符则和OPTR 栈的栈顶运算符比较优先权后作相应的操作，直至整个表达式求值完毕（即OPTR 栈的栈顶元素和当前读入的字符均为”#”）。 2.3 ADT 描述 ADT Stack{ 数据对象：D={ i a |i a ∈ElemSet,i=1,2,…，n, n ≧0} 数据对象：R1={< 1 ,-i i a a >| 1-i a ,D a i ∈,i=2,…，n}
逆波兰表达式求值(实验报告及C 源码)
逆波兰表达式求值 一、需求分析 1、从键盘中输入一个后缀表达式，该表示包括加减乘除等操作符，以及正整数作为操 作数等。 2、用堆栈来实现 3、测试数据 输入：2 3 * 1 – # 输出：2 3 * 1 -- =5 二、概要设计 抽象数据类型 需要一个浮点数栈来存储还没有计算的浮点数或者运算的结果。 ADT Stack 数据成员：int size; int top; //分别用于存储栈大小、栈顶位置 float *listArray;//存储浮点型数字的数组 成员函数： bool push(float it); bool pop(float& it); bool isEmpty(); //判断栈为空 bool isOne();//判断栈是否只有一个元素 算法的基本思想 1.逐一扫描字符串，用ascii码进行判断，如果该字符是数字，则利用x=x*10+str[i]-48 将数据由字符类型转换为浮点型数据； 2.如果字符是‘.’，则将‘.’转化为小数点，并将‘.’后的数据转化为小数部分； 3.遇到空格前是数据的，将x押入栈； 4.如果该字符是’+’，’-’，’*’或’/’，判断栈里的元素是否少于两个个，如果少于两个， 报错；如果大于等于两个，就弹出两个数据，并进行相应的计算； 程序的流程 输入字符串，程序对字符串依次扫描。扫描一位，处理一位。扫描完成后，判断栈里是不是只有一个数据，若是，得到正确结果；若不是，则表达式出错。 三、详细设计 物理数据类型 用浮点数类型的栈存储运算中要用的数据，需要入栈、出栈，故设计如下的浮点类型的栈： class Stack { private: int size; int top; float *listArray; public: Stack(int sz=20); ~Stack();
表达式求值算法实现
湖南人文科技学院计算机科学技术系 课程设计说明书 课程名称:数据结构 课程代码:408024 题目: 表达式求值 年级/专业/班:08级计算机科学与技术二班 学生姓名: 黄胜李业芝黄自强 黄沅涛姚洋 学号:08408210 08408211 08408212
08408213 08408215 指导教师: 袁辉勇 开题时间: 2009 年12 月21 日 完成时间: 2010 年 1 月 1 日
目录 摘要 (1) 一、引言 (3) 二、设计目的与任务 (3) 1、课程设计目的 (3) 2、课程设计的任务 (4) 三、设计方案 (4) 1、需求分析 (4) 2、概要设计 (4) 3、详细设计 (6) 4、程序清单 (13) 四、调试分析与体会 (17) 五、运行结果 (18) 六、结论 (20) 七、致谢 (21) 八、参考文献 (21)
摘要 在高级语言环境中算术表达上的结果是通过语言环境预设的算法的思想计算出来的，然而高级语言初学者并不了解表达式的计算过程和方法。本文采用算符优先分析和堆栈的方法给出了算术表达式的计算过程。 所以本次课程设计的程序是在Windows系统上为用户解决包括加、减、乘、除以及括号在内的四则混合运算。用户可通过键盘输入四则运算，经过程序运行之后，可以判断出用户所输入的表达式是否正确。如果正确，就给出表达式的值；如果不正确，就提示输入有误。 关键词：四则混合运算；高级语言；栈 Abstract The arithmetic expression result is the algorithm thought which supposes in advance through the language environment calculatesin the higher order language environment,however the higher order language beginner does not understand the expression the computationprocess and the method. This article used the operator first to analyze and the storehouse method has given the arithmetic expression computa-tion process. Therefore, the procedure in this curriculum design is the solution for users on Windows systems, including add, subtract, multiply, divide and brackets, including four hybrid operation. Users can enter via the keyboard 4 operation, after a program is running, you can determine the user entered expression is correct. If correct, it gives the value of the expression; if not correct, it prompted an error.
二级C语言-运算符与表达式
二级C语言-运算符与表达式 (总分：60.00，做题时间：90分钟) 一、{{B}}选择题{{/B}}(总题数：38，分数：38.00) 1.设变量已正确定义并赋值，以下合法的C语言赋值语句是______。 ? A.x=y==5 ? B.x=n%2.5 ? C.x+n=i ? D.x=5=4+1 （分数：1.00） A. √ B. C. D. 解析：[解析] 赋值运算符左侧的操作数必须是一个变量，而不能是表达式或者常量，选项C和D错误。“%”运算符两侧都应当是整型数据，选项B错误。 2.在x值处于-2～2、4～8时值为“真”，否则为“假”的表达式是______。 ? A.(2＞x＞-2)||(4＞x＞8) ? B.!(((x＜-2)||(x＞2))&&((x＜=4)||(x＞8))) ? C.(x＜2)&&(x＞=-2)&&(x＞4)&&(x＜8) ? D.(x＞-2)&&(x＞4)||(x＜8)&&(x＜2) （分数：1.00） A. B. √ C. D. 解析：[解析] 本题是考查关系运算和逻辑运算的混合运算。要给出此题的正确答案，首先需要了解数学上的区间在C语言中的表示方法，如x在[a, b]区间，其含义是x既大于等于a又小于等于b，相应的C语言表达式是x＞=a&&x＜=b。本例中给出了两个区间，一个数只要属于其中一个区间即可，这是“逻辑或”的关系。在选项A中，区间的描述不正确。选项B把“!”去掉，剩下的表达式描述的是原题中给定的两个区间之外的部分，加上“!”否定正好是题中的两个区间的部分，是正确的。选项C是恒假的，因为它的含义是x同时处于两个不同的区间内。选项D所表达的也不是题中的区间。 3.sizeof(double)是______。 ? A.一种函数调用 ? B.一个整型表达式 ? C.一个双精度表达式 ? D.一个不合法的表达式 （分数：1.00）
栈的应用表达式求值的设计
数据结构课程设计报告 栈的应用：表达式求值 专业 计算机科学与技术 学生姓名 班级 学 号 指导教师 完成日期 2014年7月4日
表达式求值的设计 目录 1设计内容 (1) 2设计分析 (1) 2.1后缀表达式设计 (1) 2.2 中缀到后缀的转换设计 (2) 3设计实践 (3) 3.1实现要求 (3) 3.2程序代码 (3) 4测试方法 (17) 4.1测试目的 (17) 4.2 测试输入 (17) 4.3 正确输出 (18) 4.4 实际输出 (18) 5程序运行效果 (18) 6设计心得 (19)
栈的应用：表达式求值的设计 1设计内容 设计一个表达式求值的程序。该程序必须可以接受包含(,),+,-,*,/,%,和^（求幂运算符，a^b=a b）的中缀表达式，并求出结果。如果表达式正确，则输出表达式的结果；如果表达式非法，则输出错误信息。 输入要求：程序从“input.txt”文件中读取信息，在这个文件中如果有多个中缀表达式，则每个表达式独占一行，程序的读取操作在文件在文件的结尾处停止。 输出要求：对于每个表达式，将其结果放在“output.txt”文件的每一行中。这些结果可能是值，也可能是错误信息“ERROR IN INFIX NOTATION”。 2 设计分析 在计算机中，算术表达式的计算往往是通过使用栈来实现的。所以，本表达式求值程序的最主要的数据结构就是栈。可以使用栈来存储输入表达式的操作符和操作数。 输入的表达式是由操作数（又称运算对象）和运算符以及改变运算次序的圆括号连接而成的式子。算术表达式有中缀表示法和后缀表示法，本程序输入的表达式采用中缀表示法，在这种表达式中，二元运算符位于两个操作数中间。 由于不同运算符之间存在优先级，同一优先级的运算间又存在着运算结合顺序的问题，所以简单的从左到右的计算是不充分的。当然凭直观判断一个中缀表达式中哪个运算符最先，哪个次之，哪个最后并不困难，但通过计算机处理就比较困难了。因为计算机只能一个字符一个字符地扫描，要想知道哪个运算符先算，就必须对整个中缀表达式扫描一遍。 而后缀表达式则很容易通过应用栈实现表达式的计算，这为实现表达式求值程序提供了一种直接的计算机制。 2.1后缀表达式设计 后缀表达式是由一系列的运算符、操作数组成的表达式，其中运算符位于两个操作数之后。后缀表达式很容易通过应用栈实现表达式的计算。其基本过程是：当输入一个操作数时，它被压入栈中，当一个运算符出现时，就从栈中弹出适当数量的操作数，对该运算进行计算，计算结果再压回栈中。对于最常见的二元运算符来说，弹出的操作数只有两个。处理完整个后缀表达式之后，栈顶上的元素就是表达式的结果值。整个计算过程不需要理解计算的优先级规则。
C语言中条件运算符的语法为
条件运算符的语法为： (条件表达式)?(条件为真时的表达式)：(条件为假时的表达式) 例如： x=a
实验2 栈和队列的应用-算术表达式求值
1.实验题目 栈和队列的应用 2.实验内容 算术表达式求值 3.实验目的 掌握栈和队列的概念及工作原理，运用其原理完成实验题目中的内容。 4.实验要求 为了更好的掌握与理解课堂上老师所讲的概念与原理，实验前要认真预习所做的实验内容及编写源程序伪码（写在纸上及盘中均可）以便在实验课中完成老师所布置的实验内容。 5.概要设计原理 6.详细程序清单及注释说明 #include
s->top=s->base; s->stacksize=STACK_INIT_SIZE; return OK; } char In(char ch) //判断字符是否是运算符，运算符即返回1 { return(ch=='+'||ch=='-'||ch=='*'||ch=='/'||ch=='('||ch==')'||ch=='#'); } int Push(SqStack *s,char ch) //运算符栈插入ch为新的栈顶元素{ *s->top=ch; s->top++; return 0; } char Pop(SqStack *s) //删除运算符栈s的栈顶元素，用p返回其值{ char p; s->top--; p=*s->top; return p; } char GetTop(SqStack s)//用p返回运算符栈s的栈顶元素 { char p=*(s.top-1); return p; } /* 判断运算符优先权，返回优先权高的*/ char Precede(char c1,char c2) { int i=0,j=0; static char array[49]={ '>', '>', '<', '<', '<', '>', '>', '>', '>', '<', '<', '<', '>', '>', '>', '>', '>', '>', '<', '>', '>', '>', '>', '>', '>', '<', '>', '>', '<', '<', '<', '<', '<', '=', '!', '>', '>', '>', '>', '!', '>', '>', '<', '<', '<', '<', '<', '!', '='};
C语言程序设计形成性考核册参考答案
一、选择题 1. 在每个C语言程序中都必须包含有这样一个函数，该函数的函数名为（A）。 A．main B．MAIN C．name D．funtion 2．C语言原程序文件的缺省扩展名为（A）。 A．cpp B．exe C．obj D．C 3．由C语言目标文件连接而成的可执行的缺省扩展名为（B）。 A．cpp B．exe C．obj D．C 4．程序运行中需要从键盘输入多于一个数据时，各数据之间应使用（D）符号作为分隔符。A．空格或逗号 B．逗号或回车 C．回车或分号 D．空格或回车 5．每个C语言程序的编译错误分为（B）类。 A．1 B．2 C．3 D．4 6．设x和y均为逻辑值，则x && y为真的条件是（A）。 A．它们均为真 B．其中一个为真 C．它们均为假 D．其中一个为假 7．设有语句“int a=12;a+=a*a;”，则执行结束后，a的值为（C）。 A．12 B．144 C．156 D．288 8．x>0 && x<=10的相反表达式为（A）。 A．x<=0 || X>10 B．x<=0 && x>10 C．x<=0 || x<=10 D．x>0 && x>10 9．字符串“a+b=12\n”的长度为（B）。 A．6 B．7 C．8 D．9 10．在下列符号常量定义中。错误的定义语句格式为（C）。 A．const M1=10; B．const int M2=20; C．const M3 10 D．const char mark=’3’; 11．带有随机函数的表达式rand()%20的值在（C）区间内， A．1~19 B．1~20 C．0~19 D．0~20 12．当处理特定问题时的循环次数已知时，通常采用（A）循环来解决。 A．for B．while C．do-while D．switch 13．在switch语句的每个case块中，假定都是以break语句结束的，则此switch语句容易被改写为（B）语句。 A．for B．if C．do D．while 14．for语句能够被改写为（D）语句。 A．复合 B．if C．switch D．while 15．下面循环语句执行结束后输出的i值为（B）。 for(int i=0;i C语言运算符与表达式的练习题 单项选择题 (1)以下选项中，正确的 C 语言整型常量是（D）。 A. 32L B. 510000 C. -1.00 D. 567 (2)以下选项中，（D）是不正确的 C 语言字符型常量。 A. 'a' B. '\x41' C. '\101' D. "a" (3)字符串的结束标志是（C）。 A. 0 B. '0' C. '\0' D. "0" (4)算术运算符、赋值运算符和关系运算符的运算优先级按从高到低依次为（B）。 A. 算术运算、赋值运算、关系运算 B. 算术运算、关系运算、赋值运算 C. 关系运算、赋值运算、算术运算 D. 关系运算、算术运算、赋值运算 (5)逻辑运算符中，运算优先级按从高到低依次为（D）。 A. && ! || B. || && ! C. && || ! D. ! && || (6)表达式!x||a==b 等效于（D）。 A. !((x||a)==b) B. !(x||y)==b C. !(x||(a==b)) D. (!x)||(a==b) (7)设整型变量 m,n,a,b,c,d 均为1，执行 (m=a>b)&&(n=c>d)后, m,n 的值是（A）。 A. 0，0 B. 0，1 C. 1，0 D. 1，1 *(8)设有语句 int a=3；，则执行了语句 a+=a-=a*=a; 后，变量 a 的值是（B）。 A. 3 B. 0 C. 9 D. -12 (9)在以下一组运算符中，优先级最低的运算符是（D）。 A. * B. != C. + D. = (10)设整型变量 i 值为2，表达式(++i)+(++i)+(++i)的结果是（B，上机13）。 A. 6 B. 12 C. 15 D. 表达式出错 (11)若已定义 x 和 y为double 类型，则表达式的值是（D）。 源代码： //用来存储字符的结点类型 typedef struct CharNode { char c; struct CharNode *next; }CharNode; //用来存储数的结点类型 typedef struct IntNode { long double i; struct IntNode *next; }IntNode; //用来存储数的结点类型 typedef struct Node { long double n; struct Node_ys_char *next; }Node; //用来存储运算符的结点类型 typedef struct Node_ys_char { char c; struct Node_ys_char *next_c; struct Node *next; }Node_ys_char; char Precede(char x,char y)//运算符优先级判断{ int i,j; int from[5][5] ={ {0,0,-1,-1,0}, {0,0,-1,-1,0}, {1,1,0,0,1}, {1,1,0,0,1}, {0,0,-1,-1,0} };//定义一个二维数组存放算术符号的优先级 switch(x) { case '+':i=0;break; case '-':i=1;break; case '*':i=2;break; case '/':i=3;break; case '#':i=4;break; } switch(y) { case '+':j=0;break; case '-':j=1;break; case '*':j=2;break; case '/':j=3;break; case '#':j=4;break; } if(from[i][j]==1)//说明运算符i的优先级比j的优先级高return '>'; if(from[i][j]==-1) return '<'; else return '='; } //输入表达式，并对特殊情况做处理 CharNode *CreatRegister() { CharNode *top,*p,*q,*e; top=(CharNode *)malloc(sizeof(CharNode)); p=q=top; scanf("%c",&p->c); scanf("%c",&p->c); C语言运算符与表达式的练习题 （作业写到纸质作业本上，在规定时间内交给助教批阅,不要 再网上提交） 一、单项选择题 (1) 以下选项中，正确的C 语言整型常量是。 A. 32L B. 510000 C. -1.00 D. 567 (2) 以下选项中，是不正确的C 语言字符型常量。 A. 'a' B. '\x41' C. '\101' D. "a" (3) 在C 语言中，字符型数据在计算机内存中，以字符 的形式存储。 A. 原码 B. 反码 C. ASCII 码 D. BCD码 (4) 字符串的结束标志是。 A. 0 B. '0' C. '\0' D. "0" (5) 算术运算符、赋值运算符和关系运算符的运算优先级按 从高到低依次为。 A. 算术运算、赋值运算、关系运算 B. 算术运算、关系运 算、赋值运算 C. 关系运算、赋值运算、算术运算 D. 关系运算、算术运算、赋值运算 (6) 逻辑运算符中，运算优先级按从高到低依次为。 A. &&，!，|| B. ||，&&，! C. &&，||，! D. !，&&，|| (7) 表达式!x||a==b 等效于。 A. !((x||a)==b) B. !(x||y)==b C. !(x||(a==b)) D. (!x)||(a==b) (8) 设整型变量m,n,a,b,c,d 均为1，执行(m=a>b)&&(n=c>d)后, m,n 的值是。 A. 0，0 B. 0，1 C. 1，0 D. 1，1 (9) int b=0，x=1；执行语句if(x++) b=x+1; 后，x，b 的值依次为。 A. 2，3 B. 2，0 C. 3，0 D. 3，2 (10) 设有语句int a=3；，则执行了语句a+=a-=a*=a; 后，变量 a 的值是。 A. 3 B. 0 C. 9 D. -12 (11) 在以下一组运算符中，优先级最低的运算符是。 A. * B. != C. + D. = 实验3：栈与队列实验 ——基于栈结构的中缀表达式求值 一、问题描述 从键盘输入任意中缀表达式字符串，读字符串，利用栈结构实现表达式求值。 二、输入与输出 输入：从键盘中缀表达式如： 32＋5×（6－4） 输出：计算结果42 三、需求分析 1.定义两个栈结构，数栈用于存放表达式中的数，符号栈用于存放表达式中的符号，实现栈的运算 2.在读数的时候考虑多位运算 3.实现表达式求值 四、开发工具与环境 硬件设备：微型计算机系统 软件环境：操作系统Windows 开发工具：Devc++ 五、概要设计 参考结构定义 typedef struct /* 运算符栈 */ { char *base,*top; int stacksize; }SqStack; typedef struct /* 运算数栈 */ { int *base,*top; int stacksize; }SqStack1; int priority[7][7]={{'>', '>', '<', '<', '<', '>', '>'}, // + {'>', '>', '<', '<', '<', '>', '>'}, // - {'>', '>', '>', '>', '<', '>', '>'}, // * {'>', '>', '>', '>', '<', '>', '>'}, // / {'<', '<', '<', '<', '<', '=', ' '}, // ( {'>', '>', '>', '>', ' ', '>', '>'}, // ) {'<', '<', '<', '<', '<', ' ', '='} // # }; /*用于比较符号优先级的全局二维数组*/ 2．各函数模块 void InitStack(SqStack *s); 操作结果：初始化运算符栈 char GetTop(SqStack *s); 操作结果：得到运算符栈的栈顶元素 void Push(SqStack *s,char e); 操作结果：对运算符栈进行压栈操作 int IsNumber(char c); 操作结果：判断一个字符是否是数字 int MidExpression_Eval(char Express[]); 操作结果：计算中缀表达式的值 int Operate (int a,char x,int b); 操作结果：计算表达式axb，并返回结果 六、详细设计 #include 南京高等职业技术学校 课堂教学设计 授课时间：2014年11月6日第11周星期四教学目标教学准备 授课教师课时课程通过本节课的学习，学生能够： 1.清晰地说出各种逻辑运算符； 2.正确运算出逻辑表达式的值，并 通过程序验证结果； 重点教案□√ 马丽娟 1 C语言多媒体课件□√班级授课地点课题教学讲义□ 512212 机房4.2逻辑运算符与逻辑表达 式 1.逻辑表达式的求值运算； 2.逻辑表达式的求值优化。 学生工作页□ 课堂特殊要求（指教师、学生的课前准备活动等） 教师：安装Win-TC程序难点 教具□√ 逻辑表达式的求值优化授课形式 理论讲授课 教学环节时间分配教师活动学生活动教学方法媒体手段导入新课 5 提出问题，并举例说明听讲、思考、回答讲授法PPT 新课讲授20 讲授、分析听讲、讨论并记录讲授法PPT 巩固练习15 布置任务、巡视、答疑思考、编程并回答问题练习法Win-TC 课堂小结 3 归纳、总结听讲、回答问题讲授法PPT 布置作业 2 布置作业记录讲授法PPT 板书设计 §4.2 逻辑运算符与逻辑表达式 ?逻辑运算符：&&、||、！ ?逻辑表达式的值：非0即1 ?逻辑运算的求值优化工作任务/教学情境设置 无课后作业 书面作业：P52 随堂练习 课后反思 教案纸 教学内容 4.2 逻辑运算符与逻辑表达式 一、复习导入（5min） 1. 复习：请学生说出关系运算符有哪些？ 请学生回答关系运算表达式的值？ 教师进行补充。 2.导入新课： 1、学生参加技能大赛培训的条件？ ?扎实的专业知识与较高的实践能力 教师强调与的关系 2、参加技能大赛集训而停课的条件？ ?移动互联或智能家居 教师强调或的关系 3、学生回答引入禁烟区的条件？ ?没有吸烟非 教师强调非的关系 二、新课讲授（20min） 逻辑运算符 1.教师根据逻辑关系给出三种逻辑运算符的表示形式： &&、||、！ 2.教师利用具体的表达式关系分析各种逻辑运算符的作用： 逻辑与相当于英语中的and； 逻辑或相当于英语中的or； 逻辑非相当于英语中的no； 3.教师根据具体的逻辑关系引出逻辑表达式的概念及表示形式： 表达式1&&表达式2 a&&b 表达式1||表达式2 a || b ！表达式！a 目录 题目一.二叉树操作（1）二.算术表达式求 (1) 一、课程设计的目的 (1) 二、课程设计的内容和要求 (1) 三、题目一设计过程 (2) 四、题目二设计过程 (6) 五、设计总结 (17) 六、参考文献 (18) 题目一.二叉树操作（1）二.算术表达式求 一、课程设计的目的 本学期我们对《数据结构》这门课程进行了学习。这门课程是一门实践性非常强的课程，为了让大家更好地理解与运用所学知识，提高动手能力，我们进行了此次课程设计实习。这次课程设计不但要求学生掌握《数据结构》中的各方面知识，还要求学生具备一定的C语言基础和编程能力。 （1）题目一的目的： 1、掌握二叉树的概念和性质 2、掌握二叉树的存储结构 3、掌握二叉树的基本操作 （2）题目二的目的： 1、掌握栈的顺序存储结构和链式存储结构 2、掌握栈的先进后出的特点 3、掌握栈的基本运算 二、课程设计的内容和要求 （1）题目一的内容和要求： 1、编写已知二叉树的先序、中序序列，恢复此二叉树的程序 2、编写求二叉树深度的程序 （2）题目二的内容和要求： 1、算术表达式由操作数、运算符和界限符组成。操作数是正整数，运算符为 加减乘除，界限符有左右括号和表达式起始 2、将一个表达式的中缀形式转化为相应的后缀形式 3、依据后缀表达式计算表达式的值 三、题目一设计过程 1、题目分析 现已知一棵二叉树的先序遍历序列和中序遍历序列，依次从先序遍历序列中取结点，由先序序列确定根结点(就是第一个字母)，每次取出一个结点就与中序遍历的序列进行比较，当相等的时候，中序遍历序列就被分成以该结点为根的二叉树子树，该结点左部分为左子树，右部分为右子树，直到取完先序列里的所有结点，则二叉树构造完毕（树用链式存储结构存储），用递归实现！ 由建好的二叉树，先判断这棵树是否为空，若不为空则找数的左子树，统计它的高度，然后找树的右子树，统计它的高度，比较左子树和右子树的高度，然后返回其中大的那个值加一，则求出数的高度。这里用递归实现！ 2、算法描述 main ( )（主函数） 先构造一颗二叉树，初始化为空，用来存储所构造的二叉树，并输入一棵树的先序序列和中序序列，并统计这个序列的长度。然后调用实现功能的函数。 void CreateBiTree(BiTree *T,char *pre,char *in,int len)（由先序序列和中序序列构造二叉树） 根据前序遍历的特点, 知前序序列(pre)的首个元素(pre[0])为根(root), 然后在中序序列(in)中查找此根(pre[0]), 根据中序遍历特点, 知在查找到的根(root) 前边的序列为左子树, 后边的序列为右子树。设根前边有n个元素，则又有, 在前序序列中，紧跟着根(root)的n个元素序列(即pre[1...n]) 为左子树, 在后边的为右子树，而构造左子树问题其实跟构造整个二叉树问题一样，只是此时前序序列为pre[1...n]), 中序序列为in[0...n-1], 分别为原序列的子串, 构造右子树同样。这里用递归实现！ int Depth(BiTree T)（求树的深度） 当所给的参数T是NULL时，返回0。说明这个树只有一个叶子节点深度为0，当所给的参数不是NULL时，函数调用自己看看这个参数的左分支是不是NULL， HUNAN UNIVERSITY 课程实习报告 题目：四则运算表达式求值 学生姓名：周华毅 学生学号：201308010411 专业班级：计科1304 指导老师：吴帆 完成日期：2015/5/1 一、需求分析 a)四则运算表达式求值，将四则运算表达式用中缀表达式表示，然后转换为后缀表达 式，并计算结果。 b)本程序要求利用二叉树后序遍历来实现表达式的转换，同时可以使用实验2的结 果来求解后缀表达式的值。 c)在字符界面上输入一个中缀表达式，回车表示结束。如果该中缀表达式正确，那么 在字符界面上输出其后缀表达式，其中后缀表达式中两相邻操作数之间利用空格隔 开；如果不正确，在字符界面上输出表达式错误提示。 d)测试数据 输入： 21+23*（12-6） 输出： 21 23 12 6 -*+ 二、概要设计 抽象数据类型 为实现上述程序的功能，应以字符串存储用户的输入，以及计算出的结果。 算法的基本思想 根据题目要求，利用二叉树后序遍历来实现表达式的转换。该算法的基本模块包括二叉树的建立以及如何把输入的中缀表达式利用二叉树后序遍历转化为后缀表达式。 1、首先要将输入的中缀表达式（数字字符）存入到二叉树中，由于存在两位或者两位以上的数，甚至还有小数，所以考虑用字符型指针存储数字字符和操作符。 2、为了便于将中缀表达式存入二叉树中，在录入中缀表达式后，要进行相应的处理，比如去掉空格符，添加结束标志，如‘=’、‘#’等。 3、中缀表达式存入到二叉树的过程中，要注意处理的顺序，如‘+’、‘-’号的优先级比‘*’、‘/’号的低，当遇到‘*’、‘/’号时，要判断树以上的节点中是否有‘+’、‘-’号，有的话要与其交换位置。遇到‘（’时要反复创建二叉树的结点，构建子二叉树，考虑到括号内要处理的步骤可能会较多，可以考虑用递归。遇到‘）’时则直接结束此子二叉树的建立。此外二叉树中叶子结点存储操作数，非叶子结点存储操作码。 4、对创建好的二叉树进行后序遍历，即可得到相应的后缀表达式，实现方法可以用递归的方式，由于后面还要计算表达式的值，故便利的过程中要将结点中得到的数据存入新的字符数组中。 程序的流程 程序由三个模块组成： （1）输入模块：完成一个中缀表达式的输入，存入字符串数组array[Max]中。 （2）计算模块：设计一个建立二叉树的函数，Node* crtTree(Node* root)，传入根结点指针，返回根结点指针，该函数的实现还要反复使用另一个函数char getOp(Node *temp)，其将数字字符存入一个结点，并返回数字字符的后一 个符号。void deal()函数功能是对字符数组进行处理。void output(Node *root); 函数功能是获得处理后的字符串，也就是中缀表达式转化为的后 缀表达式。 （3）输出模块：如果该中缀表达式正确，那么在字符界面上输出其后缀表达式和表达式的值；如果不正确，在字符界面上输出表达式错误提示。 三、详细设计 一、设计思想 一．中缀式计算结果的设计思想： 此种算法最主要是用了两个栈：用两个栈来实现算符优先，一个栈用来保存需要计算的数据numStack（操作数栈）,一个用来保存计算优先符priStack（操作符栈）。从字符串中获取元素，如果是操作数，则直接进操作数栈，但如果获取的是操作符，则要分情况讨论，如下：（这里讨论优先级时暂不包括“（”和“）”的优先级） 1.如果获取的操作符a的优先级高于操作符栈栈顶元素b的优先级，则a直接入操作符栈; 2.如果获取的操作符a的优先级低于操作符栈栈顶元素b的优先级，则b出栈，a进栈，并且取出操作数栈的栈顶元素m，再取出操作数栈新的栈顶元素n，如果b为+，则用n+m，若为减号，则n-m，依此类推，并将所得结果入操作数栈； 3.如果获取的是“（”，则直接进操作符栈； 4.如果获取的是“）”，则操作符栈的栈顶元素出栈,做类似于情况2的计算，之后把计算结果入操作数栈，再取操作符栈顶元素，如果不是“（”，则出栈，重复操作，直到操作符栈顶元素为“（”，然后“（”出栈； 5.当表达式中的所有元素都入栈后，看操作符栈中是否还有元素，如果有，则做类似于情况2 的计算，并将结果存入操作数栈，则操作数栈中最终的栈顶元素就是所要求的结果。 二．中缀转后缀及对后缀表达式计算的设计思想： 中缀转后缀时主要用了一个操作符栈和一个用来存放后缀表达式的栈，从表达式中依次获取元素，如果获取的是操作数，则直接存入s3栈中，如果获取的是操作符也需分情况讨论，如下：（这里讨论优先级时暂不包括“（”和“）”的优先级） 1. 如果获取的操作符a的优先级高于操作符栈栈顶元素b的优先级，则a直接入操作符栈; 2. 如果获取的操作符a的优先级低于操作符栈栈顶元素b的优先级，则b出栈，a进栈，并且将b存入到操作符栈中； 3.如果获取的是“（”，则直接进操作符栈； 4.如果获取的是“）”，则操作符栈的栈顶元素出栈,并依次存入到操作符栈中，直到操作符栈栈顶元素为“（”，然后将“（”出栈； 5.当表达式中的所有元素都入栈或存入到操作符栈之后，看操作符栈中是否还有元素，如果有，则依次出栈，并且依次存入到操作符栈中，最后打印操作符栈中的字符串，则此字符串即为要求的后缀表达式。 对后缀表达式的计算方法：主要用到了一个操作数栈，从操作符栈中依次取出元素，如果是操作数，则进栈，如果是操作符，则从操作数栈中依次取出两个栈顶元素a1和a2,如果操作符是“/”,则计算a2/a1,将计算结果再次进栈，依此类推，最终栈顶元素即为计算的最终结果。 在这两种算法中，应该特别注意一点：人的习惯，用户在输入表达式时，容易这样输入，如：3*4（3+2），这样是不可取的，应必须要用户输入3*4*（3+2），这是在设计思想上错误提示的很重要一点，否则计算不全面！ 二、算法流程图 第一个图是直接计算的流程图，图中反应除了这种方法的大致设计思路，但是有些细节没有反映出来，比如说，怎样把字符型数据转换为浮点型数据，就没有反映出来。特别说明 一．需求分析 设计一个程序，演示用算符优先法对算术表达式求值的过程。利用算符优先关系，实现对算术四则混合运算表达式的求值。 （1）输入的形式：表达式，例如2*(3+4) 包含的运算符只能有'+' 、'-' 、'*' 、'/' 、'('、 ')'； （2）输出的形式：运算结果，例如2*(3+4)=14； （3）程序所能达到的功能：对表达式求值并输出 二．系统设计 1．栈的抽象数据类型定义： ADT Stack{ 数据对象：D={ai|ai∈ElemSet,i=1,2,…,n,n≥0} 数据关系：R1={ 3．各个模块的主要功能： *Push(SC *s,char c)：把字符压栈 *Push(SF *s,float f)：把数值压栈 *Pop(SC *s)：把字符退栈 *Pop(SF *s)：把数值退栈 Operate(a,theta,b)：根据theta对a和b进行'+' 、'-' 、'*' 、'/' 、'^'操作 In(Test,*TestOp)：若Test为运算符则返回true，否则返回false ReturnOpOrd(op,*TestOp)：若Test为运算符，则返回此运算符在数组中的下标precede(Aop,Bop)：根据运算符优先级表返回Aop与Bop之间的优先级EvaluateExpression(*MyExpression)：用算符优先法对算术表达式求值 三．调试分析 （1）刚开始只编写了一个Push和一个Pop函数，但因为在EvacuateExpression()里既有运算符入/出栈，又有运算数入/出栈，运行下来总是出错。所以就编写了两个不同的Push和Pop函数，分别使用。 四．测试结果 2+3*4/5-1 输入表达式： 输入表达式：5*(10-2*3)-8(完整word版)C语言运算符与表达式的练习题答案
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