数据结构实验三 栈的应用(算术表达式求值)
实验四栈的应用——算术表达式求值
一、实验目的
1.掌握栈和队列的两种存储结构；
2.掌握栈和队列的实现；
3.掌握栈和队列的应用。
二、实验相关知识
1.复习C语言文件读写的相关知识
2.复习课本中第3章关于栈和队列的相关知识点；
三、实验内容与要求
1.编程实现对算术表达式的求值。
【设计要求】输入包含+-*/四种运算，以及包含()括号的合法算术表达式，并计算其值，表达式以#开始，并以#结束。
【测试用例】
#(3)#
#3+4#
#3+4*2#
#(3+4)*2#
#(2*(3+4)-2)+(3-1)#
#(11+12)*16#
【栈应用分析】以测试用例：#16 * (11+12) # 为例，分析栈操作的过程，详细见“算术表达式计算的栈操作过程.ppt”文件。
四、程序代码及运行结果
【程序代码】
#include
using namespace std;
#define TRUE 1
#define FALSE 0
#define Stack_Size 50
/*int栈*/
typedef struct
{
int elem[Stack_Size]; /*用来存放栈中元素的一维数组*/
int top; /*用来存放栈顶元素的下标，top为-1表示空栈*/ }IntStack;
/*char栈*/
typedef struct
{
char elem[Stack_Size]; /*用来存放栈中元素的一维数组*/
int top; /*用来存放栈顶元素的下标，top为-1表示空栈*/ }CharStack;
/*初始化int栈*/
void InitStack(IntStack *&S)
{
S = (IntStack *)malloc(sizeof(IntStack));
S->top = -1;
}
/*初始化char栈*/
void InitStack(CharStack *&S)
{
S = (CharStack *)malloc(sizeof(CharStack));
S->top = -1;
}
/*判栈空*/
int IsEmpty(IntStack *S) /*判断栈S为空栈时返回值为真，反之为假*/
{
return(S->top == -1 ? TRUE : FALSE);
}
/*判栈空*/
int IsEmpty(CharStack *S) /*判断栈S为空栈时返回值为真，反之为假*/ {
return(S->top == -1 ? TRUE : FALSE);
}
/*判栈满*/
int IsFull(IntStack *S) /*判断栈S为满栈时返回值为真，反之为假*/ {
return(S->top == Stack_Size - 1 ? TRUE : FALSE);
}
/*判栈满*/
int IsFull(CharStack *S) /*判断栈S为满栈时返回值为真，反之为假*/ {
return(S->top == Stack_Size - 1 ? TRUE : FALSE);
}
/*进栈*/
int Push(CharStack *&S, char x)
{
if (S->top == Stack_Size - 1)
return(FALSE); /*栈已满*/
S->top++;
S->elem[S->top] = x;
return(TRUE);
}
/*进栈*/
int Push(IntStack *&S, int x)
{
if (S->top == Stack_Size - 1)
return(FALSE); /*栈已满*/
S->top++;
S->elem[S->top] = x;
return(TRUE);
}
/*出栈*/
int Pop(IntStack *&S, int &x)
{
/* 将栈S的栈顶元素弹出，放到x所指的存储空间中 */ if (S->top == -1) /*栈为空*/
return(FALSE);
else
{
x = S->elem[S->top];
S->top--; /* 修改栈顶指针 */
return(TRUE);
}
}
/*出栈*/
int Pop(CharStack *S, char &x)
{
/* 将栈S的栈顶元素弹出，放到x所指的存储空间中 */ if (S->top == -1) /*栈为空*/
return(FALSE);
else
{
x = S->elem[S->top];
S->top--; /* 修改栈顶指针 */
return(TRUE);
}
}
/*取栈顶元素。*/
int GetTop(IntStack *S, int &x)
{
/* 将栈S的栈顶元素弹出，放到x所指的存储空间中，但栈顶指针保持不变 */ if (S->top == -1) /*栈为空*/
return(FALSE);
else
{
x = S->elem[S->top];
return(TRUE);
}
}
/*取栈顶元素。*/
int GetTop(CharStack *S, char &x)
{
/* 将栈S的栈顶元素弹出，放到x所指的存储空间中，但栈顶指针保持不变 */ if (S->top == -1) /*栈为空*/
return(FALSE);
else
{
x = S->elem[S->top];
return(TRUE);
}
}
void trans(char *exp, char postexp[])
{
char e;
CharStack *Optr;
InitStack(Optr);
int i = 0;
while (*exp != '\0')
{
switch (*exp)
{
case'(':
Push(Optr, '(');
exp++;
break;
case')':
Pop(Optr, e);
while (e != '(')
{
postexp[i++] = e;
Pop(Optr, e);
}
exp++;
break;
case'+':
case'-':
while (!IsEmpty(Optr))
{
GetTop(Optr, e);
if (e != '(')
{
postexp[i++] = e;
Pop(Optr, e);
}
else break;
}
Push(Optr, *exp);
exp++;
break;
case'*':
case'/':
while (!IsEmpty(Optr))
{
GetTop(Optr, e);
if (e == '*' || e == '/')
{
postexp[i++] = e;
Pop(Optr, e);
}
else break;
}
Push(Optr, *exp);
exp++;
break;
default:
while (*exp >= '0'&&*exp <= '9')
{
postexp[i++] = *exp;
exp++;
}
postexp[i++] = '#';
}
}
while (!IsEmpty(Optr))
{
Pop(Optr, e);
postexp[i++] = e;
}
postexp[i] = '\0';
/*DestroyStack(Optr);*/
}
double compvalue(char *postexp)
{
int d = 0, a = 0, b = 0, c = 0, e = 0;
IntStack *Opnd;//定义操作数栈
InitStack(Opnd); //初始化操作数栈
while (*postexp != '\0') //postexp字符串未扫描完时循环{
switch (*postexp)
{
case'+': //判定为'+'号
Pop(Opnd, a); //出栈元素a
Pop(Opnd, b); //出栈元素b
c = b + a; //计算c
Push(Opnd, c); //将计算结果c进栈
break;
case'-': //判定为'-'号
Pop(Opnd, a); //出栈元素a
Pop(Opnd, b); //出栈元素b
c = b - a; //计算c
Push(Opnd, c); //将计算结果c进栈
break;
case'*': //判定为'*'号
Pop(Opnd, a); //出栈元素a
Pop(Opnd, b); //出栈元素b
c = b*a; //计算c
Push(Opnd, c); //将计算结果c进栈
break;
case'/': //判定为'/'号
Pop(Opnd, a); //出栈元素a
Pop(Opnd, b); //出栈元素b
if (a != 0)
{
c = b / a; //计算c
Push(Opnd, c); //将计算结果c进栈
break;
}
else
{
printf("\n\t除零错误!\n");
exit(0); //异常退出
}
break;
default: //处理数字字符
d = 0; //转换成对应的数值存放到d中
while (*postexp >= '0' && *postexp <= '9')
{
d = 10 * d + *postexp - '0';
postexp++;
}
Push(Opnd, d); //将数值d进栈
break;
}
postexp++; //继续处理其他字符
}
GetTop(Opnd, e); //取栈顶元素e
return e; //返回e
}
int main(int heng, char * heng1[])
{
char exp[Stack_Size];
int i = 0;
gets_s(exp);
char postexp[Stack_Size];
trans(exp, postexp);
printf("中缀表达式:%s\n", exp);
printf("后缀表达式:%s\n", postexp);
printf("表达式的值:%g\n", compvalue(postexp));
return 0;
}
【运行结果】
【算法描述】
（1）将算术表达式转换成后缀表达式
exp => postexp
扫描exp的所有字符：
数字字符直接放在postexp中
运算符通过一个栈来处理优先级
情况1（没有括号）
先进栈的先退栈即先执行：
只有大于栈顶优先级才能直接进栈
exp扫描完毕，所有运算符退栈
情况2（带有括号）
开始时，任何运算符都进栈
(：一个子表达式开始，进栈
栈顶为(：任何运算符进栈
)：退栈到（
只有大于栈顶的优先级，才进栈；否则退栈（2）后缀表达式求值
postexp => 值
扫描postexp的所有字符：
数字字符：转换为数值并进栈
运算符：退栈两个操作数，计算，将结果进栈
五、实验心得体会
通过这次试验，我对栈有了新的理解和认识。
数据结构表达式求值实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除数据结构表达式求值实验报告 篇一：数据结构实验二——算术表达式求值实验报告 《数据结构与数据库》 实验报告 实验题目算术表达式求值 学院：化学与材料科学学院 专业班级：09级材料科学与工程系pb0920603 姓学 邮名：李维谷号：pb09206285箱： liwg@https://www.sodocs.net/doc/d69581426.html,指导教师：贾伯琪 实验时间：20XX年10月10日 一、需要分析 问题描述： 表达式计算是实现程序设计语言的基本问题之一，它的实现是栈的应用的一个典型例子。设计一个程序，演示通过将数学表达式字符串转化为后缀表达式，并通过后缀表达式结合栈的应用实现对算术表达式进行四则混合运算。
问题分析： 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。 设置运算符栈（字符型）和运算数栈（浮点型）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，然后进行运算数的数值转换在进行四则运算。 在运算之后输出正确运算结果，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。 算法规定： 输入形式：一个(:数据结构表达式求值实验报告)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）。为使实验更完善，允许操作数为实数，操作符为（、）、.（表示小数点）、+、-、*、/、^（表示乘方），用#表示结束。 输出形式：演示表达式运算的中间结果和整个表达式的最终结果，以浮点型输出。 程序功能：对实数内的加减乘除乘方运算能正确的运算出结果，并能正确对错误输入和无定义的运算报错，能连续测试多组数据。 测试数据：正确输入：12*（3.6/3+4^2-1）#
利用栈实现c语言计算器
栈的应用：C实现简单计算器（表达式的计算） 作为栈的著名应用，表达式的计算可以用下面方法实现： 首先建立两个栈，操作数栈NUM_S和运算符栈OPR_S。 其中，操作数栈用来存储表达式中的操作数；运算符栈用来存储表达式中的运算符。可以用字符‘=’来表示表达式结束符。 自左至右的扫描待处理的表达式，并假设当前扫描到的符号为W，根据不同的符号W 做如下不同的处理： 1.若W为操作数，则将W压入操作数栈NUM_S，且继续扫描下一个字符； 2.若W为运算符，则根据运算符的性质做相应的处理： （0）若符号栈为空，无条件入栈当前指针指向的字符 （1）若w为不大于运算符栈栈顶的运算符，则从操作数栈NUM_S中弹出两个操作数，设先后弹出的操作数为a、b，再从运算符栈 OPR_S中弹出一个运算符，比如为+，然后作运算a+b,并将运算结果压入操作数栈NUM_S。 （2）若w为左括号或者运算符的优先级大于运算符栈栈顶的运算符，则将运算符W 压入运算符栈OPR_S，并继续扫描下一个字符。 （3）若运算符W为右括号，循环操作（设先后弹出的操作数为a、b，再从运算符栈OPR_S中弹出一个运算符，比如为+，然后作运 算a+b, 并将运算结果压入操作数栈NUM_S），直到从运算符栈中弹出第一个左括号。 （4）若运算符W为表达式结束符‘=’，循环操作（设先后弹出的操作数为a、b，再从运算符栈OPR_S中弹出一个运算符，比如为 +，然后作运算a+b, 并将运算结果压入操作数栈NUM_S），直到运算符栈为空为止。此时，操作数栈栈顶元素即为表达式的 值。 ====================================================================== === 举例：计算3+(5-2*3)/4-2= （1）开始栈为空，3入栈，+入栈，（无条件入栈，5入栈，-号优先级比（高，所以-号入栈，2入栈，*优先级比目前栈顶的-号优先级高，所以*入栈，3入栈，接着扫描到）括号，）括号不入栈 | | | | --------- ---------- | 3 | | * | --------- ---------- | 2 | | - |
数据结构实验二——算术表达式求值实验报告
《数据结构与数据库》 实验报告 实验题目 算术表达式求值 学院：化学与材料科学学院 专业班级：09级材料科学与工程系PB0920603 姓名：李维谷 学号：PB09206285 邮箱：liwg@https://www.sodocs.net/doc/d69581426.html, 指导教师：贾伯琪 实验时间：2010年10月10日 一、需要分析 问题描述：
表达式计算是实现程序设计语言的基本问题之一，它的实现是栈的应用的一个典型例子。设计一个程序，演示通过将数学表达式字符串转化为后缀表达式，并通过后缀表达式结合栈的应用实现对算术表达式进行四则混合运算。 问题分析： 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。 设置运算符栈（字符型）和运算数栈（浮点型）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，然后进行运算数的数值转换在进行四则运算。 在运算之后输出正确运算结果，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。 算法规定： 输入形式：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）。为使实验更完善，允许操作数为实数，操作符为（、）、.（表示小数点）、+、-、*、/、^（表示乘方），用#表示结束。 输出形式：演示表达式运算的中间结果和整个表达式的最终结果，以浮点型输出。 程序功能：对实数内的加减乘除乘方运算能正确的运算出结果，并能正确对错误输入和无定义的运算报错，能连续测试多组数据。 测试数据：正确输入：12*（3.6/3+4^2-1）# 输出结果：194.4
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.
算术表达式求值演示程序
数理学院 课程设计报告书 课程名称数据结构课程设计 设计题目算术表达式求值演示 专业班级 学号 姓名 指导教师
2014 年12 月
4.2.2 基本操作： InitStack(&S) 操作结果：构造一个空栈S。 GetTop(S) 初始条件：栈S 已存在。 操作结 果： 用P 返回S的栈顶元素。Push(&S 初始条 件：，ch) 栈S 已存在。 操作结 果：插入元素ch 为新的栈顶元素。 Pop(&S) 初始条件：栈S 已存在。 操作结 果：删除S 的栈顶元素。 In(ch) 操作结果：判断字符是否是运算符，运算符即返回1 Precede(c1, c2) 初始条件：c1,c2 为运算符。操作结果：判断运算符优先权，返回优先权高的。Operate(a,op,b) 初始条件：a,b 为整数，op为运算符。操作结果： a 与 b 进行运算，op 为运算符，返回其值。num(n) 操作结果：返回操作数的长度。EvalExpr() 初始条件：输入表达式合法。操作结果：返回表达式的最终结果。}ADT Stack 主程序的流程：
EvaluateExpression() 函数实现了对表达式求值的功能，main() 函数直接调用EvaluateExpression() 对输入的表达式求值输出。 4.2.3 函数的调用关系图
4.3 详细设计 4.3.1 ① . Precede(char c1,char c2)判断运算符优先权，返回优先权高的 算符间的优先关系 如下： 算法伪代码如下： char Precede(char c1,char c2) { static char array[49]={ >', '>', '<', '<', '<', '>', '>', >', '>', '<', '<', '<', '>', '>', >', '>', '>', '>', '<', '>', '>', >', '>', '>', '>', '<', '>', '>', <', '<', '<', '<', '<', '=', '!', >', '>', '>', '>', '!', '>', '>', <', '<', '<', '<', '<', '!', '='}; // 用一维数组存储 49 种情况 switch(c1) { /* i 为下面 array 的横标 */ case '+' : i=0;break; case '-' : i=1;break; case '*' : i=2;break;
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}
四则运算表达式求值实验报告
HUNAN UNIVERSITY 课程实习报告 题目：四则运算表达式求值 学生姓名： 学生学号： 专业班级： 指导老师： 完成日期：
一、需求分析 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。 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。 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。 测试数据 输入： 21+23*（12-6） 输出： 21 23 12 6 -*+ 二、详细设计 输入和输出的格式 输入 本程序可以将输入的四则运算表达式（中缀表达式）转换为后缀表达式 输出 后缀表达式为：//输出结果的位置 表达式的值为：//输出结果的位置 三、调试分析 本次实验的难点主要是在建立二叉树的问题上。关于如何把中缀表达式存入二叉树中，我参考了网上的一些方法，成功实现了目标，但是却遇到了一个问题，那就是不能处理小数，甚至两位或两位以上的整数。因为如果采用字符数组来存储操作数，运算符合一位整数还可以处理，但对于两位数就就会出问题，最后我改进采用字符串数组来存储操作数，成功解决了问题。 另外在处理输入的非法表达式问题中，我也费了很大功夫，但总体问题不大。 四、测试结果 五、用户使用说明（可选） 1、运行程序时 提示输入四则运算表达式 本程序可以将中缀表达式转化为后缀表达式，并计算结果 请输入四则运算表达式： 输出 后缀表达式为： 表达式的值为： 程序源代码（c++） #include
利用栈求表达式的值,可供小学生作业,并能给出分数 数据结构课程设计说明书格式
中北大学 数据结构 课程设计说明书 2011年12月20日
1. 设计任务概述（包括系统总体框图及功能描述） 此课题是研究表达式求值的问题，以帮助小学生完成测试。为了达到这个功能，实际我们要做的就是出题，和计算分数给出评价的工作。整体设计都是以这个要求为轴心进行的。为了直观和方便，现画出软件整体设计模块图。 整体设计模块图可以清晰的看出软件的几大模块。整个系统的操作流程图可以看出操作的整体流程，如下图 2.
根据以上功能说明，设计运算信息，堆栈的存储结构，设计程序完成功能； 3. 功能模块详细设计 在此说明每个部分的算法设计说明（可以是描述算法的流程图），每个程序中使用的存储结构设计说明（如果指定存储结构请写出该存储结构的定义）。 3.1 详细设计思想 学生要进行测试，首先要有试题。那么我们就要先建立试题库。这个试题库的试题是我们在程序运行过程中手动输入，存放在一个shujuku.txt的文件中。 首先在主函数中调用创建试题库函数，将试题存入到试题库文件shitiku.txt中，然后将该调用从主函数中删除。 创建试题库函数：创建指向xuanti类型的指针，利用循环将输入的测试题该指针的xuanti单元中，最后将该指针中的测试题写入试题库文件shitiku.txt中。 3.2 核心代码 (正文宋体小四号字，1.5倍行距) #include
算术表达式求值课程设计报告
课程设计 教学院 课程名称 题目 专业 班级 姓名 同组人员 指导教师 2013 年 6 月22 日 (完成时间)
目录 一．概述 (2) 二．总体方案设计 (4) 三．详细设计 (6) 四．程序的调试与运行结果说明 (14) 五．课程设计总结 (14) 六．附录 (16) 参考文献 (3233) （“目录”要求必须自动生成）
一概述（宋体，三号，加粗，居中） 1.课程设计的目的（小标题，宋体，四号，加粗，左对齐顶格） （1）．理解和掌握该课程中的有关基本概念，程序设计思想和方法。 （2）．培养综合运用所学知识独立完成课题的能力。 （3）．培养勇于探索、严谨推理、实事求是、有错必改，用实践来检验理论，全方位考虑问题等科学技术人员应具有的素质。 （4）．掌握从资料文献、科学实验中获得知识的能力，提高学生从别人经验中找到解决问题的新途径的悟性，初步培养工程意识和创新能力。 2.课程设计的要求 算术表达式求值程序实现以下功能： (1)构造一个空栈S,初始条件：栈S已存在 (2)用P返回S的栈顶元素 (3)插入元素ch为新的栈顶元素 (4)删除S的栈顶元素 (5)判断字符是否是运算符，运算符即返回1 (6)判断运算符优先权，返回优先权高的 (7)输入表达式 (8)返回表达式的最终结果。
二总体方案设计 a)需求分析 该程序能实现算术四则运算表达式的求值，显示运算过程。 输入的形式：表达式，例如5*（3+7）#。 包含的运算符只能有'+'、 '-'、'*'、 '/'、 ' (' ') '； 程序所能达到的功能：对表达式求值并输出。 b)总体设计 本程序使用的是编程工具是Visual c++ 6.0，实现了运算器的功能和仿真界面（大体界面如下图所示）。在基本要求的基础上，运算数可以是实数类型，同时增加了乘方运算的功能；可以实现对负数的运算，例如用户输入表达式6* （-0.25）,则程序会在负号的前面自动加上一个0。 1)算符包括加（+）、减（-）、乘（*）、除（/）、乘方（^）；另一个称作 OPND，用以寄存操作数和运算结果，操作数可以是float型的浮点数。 算法的基本思想是： 2)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； 依次读入表达式中的每个字符，若是操作数（浮点数）则进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“#”）。 3)编写一个原型为void strtofloat(char str[ ],int n,int i)，把一 个数字串转换为一个实型数，并压入运算数栈中。（整个程序的源代码 见附录，并有具体解释）
《数据结构课程设计》表达式求值实验报告
实验课程名称 专业班级 学生姓名 学号 指导教师 20 至 20 学年第学期第至周
算术表达式求值演示 一、概述 数据结构课程设计，要求学生在数据结构的逻辑特性和物理表示、数据结构的选择和应用、算法的设计及其实现等方面，加深对课程基本容的理解。同时，在程序设计方法以及上机操作等基本技能和科学作风方面受到比较系统和严格的训练。 在这次的课程设计中我选择的题目是算术表达式求值演示。表达式计算是实现程序设计语言的基本问题之一，也是栈的应用的一个典型例子。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。深入了解栈和队列的特性，以便在解决实际问题中灵活运用它们，同时加深对这种结构的理解和认识。 二、系统分析 1．以字符列的形式从终端输入语确的、不含变量的整数表达式。利用已知的算符优先关系，实现对算术四则混合运算表达式的求值，并仿照教科书的例子在求值中运算符栈、运算数栈、输入字符和主要操作的变化过程。 2．一般来说，计算机解决一个具体问题时，需要经过几个步骤：首先要从具体问题抽象出一个适当的数学模型，然后设计一个解决此数学模型的算法，最后编出程序，进行测试，调试直至得到想要的答案。对于算术表达式这个程序，主要利用栈，把运算的先后步骤进行分析并实现简单的运算！为实现算符优先算法，可以使用两个栈，一个用以寄存运算符，另一个用以寄存操作数和运算结果。 3．演示程序是以用户于计算机的对话方式执行，这需要一个模块来完成使用者与计算机语言的转化。 4．程序执行时的命令： 本程序为了使用具体，采用菜单式的方式来完成程序的演示，几乎不用输入什么特殊
的命令，只需按提示输入表达式即可。（要注意输入时格式，否者可能会引起一些错误）5. 测试数据。 三、概要设计 一个算术表达式中除了括号、界限符外，还包括运算数据和运算符。由于运算符有优先级别之差，所以一个表达式的运算不可能总是从左至右的循序执行。每次操作的数据或运算符都是最近输入的，这与栈的特性相吻合，故本课程设计借助栈来实现按运算符的优先级完成表达式的求值计算。 算法设计 程序包含三个模块 (1) 主程序模块，其中主函数为 void main{ 输入表达式； 根据要求进行转换并求值； 输出结果； } (2) 表达式求值模块——实现具体求值。 (3) 表达式转换模块——实现转换。 各个函数之间的调用关系
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_算术表达式求值_代码
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);
表达式求值实验报告
淮海工学院计算机工程学院 课程设计报告 设计名称：数据结构课程设计 选题名称：表达式求值 姓名：学号： 专业班级： 系（院）：计算机工程学院 设计时间： 设计地点：软件工程实验室、教室 指导教师评语： 成绩： 签名： 年月日
1．课程设计目的 1、训练学生灵活使用所学数据结构知识，独立完成问题分析，结合数据结构理论知识，编写程序求解指定问题。 2.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； 3.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； 4.训练用系统的观点和软件开发一般规范进行软件开发，巩固、深化学生的理论知识，提高编程水平，并在此过程中培养他们严谨的科学态度和良好的工作作风。 2．课程设计任务和要求： 任务 根据教材《数据结构-C语言描述》（耿国华主编）和参考书《数据结构题集（C语言版）》（严蔚敏、吴伟民主编）选择课程设计题目，要求通过设计，在数据结构的逻辑特性和物理表示、数据结构的选择使用、算法的设计及其实现等方面加深对课程基本内容的理解和综合运用。 设计题目从任务书所列选题表中选取，每班每题不得超过2人。 学生自选课题 学生原则上可以结合个人爱好自选课题，要求课题有一定的深度和难度，有一定的算法复杂性，能够巩固数据结构课程所学的知识。学生自选课题需在18周前报课程设计指导教师批准方可生效。 要求： 1、在处理每个题目时，要求从分析题目的需求入手，按设计抽象数据类型、构思算法、通过设计实现抽象数据类型、编制上机程序和上机调试等若干步骤完成题目，最终写出完整的分析报告。前期准备工作完备和否直接影响到后序上机调试工作的效率。在程序设计阶段应尽量利用已有的标准函数，加大代码的重用率。 2、.设计的题目要求达到一定工作量（300行以上代码），并具有一定的深度和难度。 3、程序设计语言推荐使用C/C++，程序书写规范，源程序需加必要的注释; 4、每位同学需提交可独立运行的程序； 5 、每位同学需独立提交设计报告书（每人一份），要求编排格式统一、规范、内容充实，不少于10页（代码不算）； 6、课程设计实践作为培养学生动手能力的一种手段，单独考核。 3．课程设计说明书
带括号的四则运算表达式的求值栈实现
带括号的四则运算表达式的求值（栈实现） 利用栈这种数据结构来实现一个加减乘除以及带括弧的混合数学表达式的计算，对于数学表达式的计算，可以设置一个运算符栈和一个数字栈，分别来保存运算符、数字或者中间计算得到的结果。将整个表达式看做一个字符串，从开头依次判断每个字符是运算符还是数字，若是运算符，则根据运算符优先级来确定是将其压栈还是弹栈进行计算；若是数字，则先将其转化并计入一个临时double型变量中，看下一个字符是否为运算符栈，若是，则将临时变量压进数字栈，否则读取下一个数字字符并进行相关处理后累加到临时变量中，直到下一个字符为运算符，将临时变量压进数字栈。最后，当字符为"="时，结束计算，得到计算结果。本算法需要先设置一个运算符优先级表，下表可供参考： +-*/()= +>><<<>> ->><<<>> *>>>><>> />>>><>> (<<<<<= )>>>>?>> =<<<<
while(!IsOper(s[j])) { { point = 10; j++; continue; } if(!point)? 5 - 7 / 2 + 3. - .1 1 + 2 / ( 2 - / ) - 3 2 * ( ( 3 + 2 ) - 3 */ 本代码生成的程序，在输入表达式时，数字与运算符之间可以有若干空格或者没有；对于小数，可以没有整数部分（即小数点之前没有数字），也可以没有小数部分（即小数点之后没有数字）；表达式可以为无效表达式（如括号不匹配或者出现除数为0的情况等）；如以上的样例输入。对于以上样例输入，其对应输出结果为： The divisor cannot be zero! The parentheses do not match!
算术表达式求值-数据结构实验报告
清华大学数据结构课程实验报告（20 -20 学年第学期） 报告题目：算术表达式求值 任课老师： 专业： 学号： 姓名： 二0一年月日
摘要：现代科学技术高速发展，各种高科技产品频频问世，而各种技术的基础都离不开基本的表达式求值，它虽然简单，但却是任何复杂系统的基本执行操作。栈是一种重要的线性结构，从数据结构的角度看，它是一种特殊的线性表，具有先入先出的特点。而算符优先法的设计恰巧符合先入先出的思想。故我们基于栈这种数据结构，利用算符优先法，来实现简单算术表达式的求值。 关键字：算符优先法；算术表达式；数据结构；栈 一、课题概述 1、问题描述 一个算术表达式是由运算数、运算符、界限符组成。假设操作数是正整数，运算符只含有加“+”、减“-”、乘“*”、除“/”四种二元运算符，界限符有左括号“（”、右括号“）”和表达式起始、结束符“#”。利用算符优先法对算术表达式求值。 2、设计目的 （1）通过该算法的设计思想，熟悉栈的特点和应用方法； （2）通过对算符优先法对算术表达式求值的算法执行过程的演示，理解在执行相应栈的操作时的变化过程。 （3）通过程序设计，进一步熟悉栈的基本运算函数； （4）通过自己动手实现算法，加强从伪码算法到C语言程序的实现能力。3、基本要求： （1）使用栈的顺序存储表示方式； （2）使用算符优先法； （3）用C语言实现； （4）从键盘输入一个符合要求的算术表达式，输出正确的结果。 4、编程实现平台 Microsoft Visual C++ 6.0 二、设计思路及采取方案 1、设计思路： 为了实现算符优先法，可以使用两个工作栈。一个称做OPTR，用以寄存运
基于栈结构的中缀表达式求值
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
算术表达式求值系统
数据结构课程设计报告 课设题目：算式表达式求值系统 班级: 软件1202 姓名： 学号： 指导教师: 李斌 成绩: 2013 年1月
目录 一、需求分析 (2) 二、概要设计 (2) (一）设计思想 (2) (二）实现方法 (2) (三）模块整体设计图 (3) (四）函数功能介绍 (3) 三、详细设计 (4) （一）数据结构设计 (4) （二）模块接口设计 (4) （三）盒图 (5) 四、调试分析 (7) 五、用户手册 (7) 六、测试结果 (8) 七、附录 (9) 附录一设计体会 (9) 附录二源程序 (9)
一、需求分析 算式表达式求值是程序设计语言编译中一个最基本的问题。本次任务要求完成一个四则算式表达式求值系统。具体需求为：当用户输入一个四则算式（包括加、减、乘、除和括号），如（12+3）*2+9*4，输出其计算结果。具体要求如下：（一）要实现栈的基本操作算法，包括初始化栈、进栈、出栈等。 （二) 在本程序中，表达式中的元素限定为char型，表达式长度不超过100，表达式以“#”号为结束标志。 （三）要求程序输出表达式的计算结果。 二、概要设计 （一）设计思想 本次四则算式表达式求值的程序采用的是中缀表达式的求值的方法。所谓中缀表达式，就是指每个二目运算符在两个运算量的中间，假设所讨论的算术运算符包括：+ 、- 、*、/、%、^（乘方）和括号（）。而本次程序的编写只涉及四则运算（+、-、*、/）和括号（）。 设运算规则为： ．运算符的优先级为：（）> *、/> +、- ； ．有括号出现时先算括号内的，后算括号外的，多层括号，由内向外进行； 表达式作为一个满足表达式语法规则的串存储，如表达式“3*2^（4+2*2-１*3）-5”,它的的求值过程为：自左向右扫描表达式，当扫描到3*2时不能马上计算，因为后面可能还有更高的运算，正确的处理过程是：需要两个栈：对象栈s1和算符栈s2。当自左至右扫描表达式的每一个字符时，若当前字符是运算对象，入对象栈，是运算符时，若这个运算符比栈顶运算符高则入栈，继续向后处理，若这个运算符比栈顶运算符低则从对象栈出栈两个运算量，从算符栈出栈一个运算符进行运算，并将其运算结果入对象栈，继续处理当前字符，直到遇到结束符“#”。 根据运算规则，左括号“（”在栈外时它的级别最高，而进栈后它的级别则最低了; 乘方运算的结合性是自右向左，所以，它的栈外级别高于栈内; 就是说有的运算符栈内栈外的级别是不同的。当遇到右括号“）”时，一直需要对运算符栈出栈，并且做相应的运算，直到遇到栈顶为左括号“(”时，将其出栈，因此右括号“）”级别最低但它是不入栈的。对象栈初始化为空。根据以上分析，每个运算符栈内、栈外的级别如下： 算符栈内级别栈外级别 ^ 3 4 *、/、% 2 2 +、- 1 1 ( 0 4 ） -1 -1 （二）实现方法
《大数据结构》算术表达式求值
实用标准文档 二课程设计2——算术表达式求值 一、需求分析 二、程序的主要功能 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 三感想体会与总结 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。 二、程序的主要功能 （1）从键盘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。 三、程序运行平台
Visual C++ 6.0版本 四、数据结构 本程序的数据结构为栈。 （1）运算符栈部分： struct SqStack //定义栈 { char *base; //栈底指针 char *top; //栈顶指针 int stacksize; //栈的长度 }; int InitStack (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) //栈为空的时候返回ERROR { printf("运算符栈为空!\n"); return ERROR; } else e=*(s.top-1); //栈不为空的时候用e做返回值，返回S的栈顶元素，并返回OK return OK; }
长沙理工大学数据结构栈的实现及应用算术表达式求值实验报告
实验报告 年级班号学号姓名 实验名称：栈的实现及其应用：算术表达式的计算实验日期2016年12月2日 计算机科学与技术系 2016年制
一、实验环境 32位操作系统下的Window平台Microsoft Visual C++ 二、实验目的 掌握栈的实现及使用 三、实验内容 1.实现栈的存储结构 2.实现栈的基本操作的有关算法 3.利用栈解决*算术表达式求值问题 四、数据结构与算法思想描述 顺序读取中缀表达式： 1、当遇到数字时，将数字入数字栈 2、当遇到操作符时，与操作符栈栈顶比较： If(当前操作符优先级大于操作符栈栈顶的优先级) If(非”)”操作符) 将当前操作符进操作符栈; Else While(操作符栈栈顶不等于”(“) 取操作符栈栈顶及数字栈的两个数进行运算，并将结果压入数字栈; Else If(非(“操作符) While(操作符栈栈顶不等于”(“) 取操作符栈栈顶及数字栈的两个数进行运算，并将结果压入数字栈; Continue;(直到当前操作符比栈顶操作符优先级大) Else 将当前操作符进操作符栈; 3、While(操作符栈非空) 操作符栈栈顶及数字栈的两个数进行运算，并将结果压入数字栈; 4、在数字栈取最后结果并输出。
五、程序清单 //10*8^2+16.3+5*(5.2*5+3.01)/4-(-10)+0.1000060+4.00416-40 = 666.666666 //100+(-100)-(-10^2) = 100 //(((2016-2017+(((2015-2014)))))) = 0 //-1+(((((((((1^0))))))))+100%10^2 = 0 #include
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