表達式求值(數據結構-棧的應用 )


一.問題描述:

     限制:只含有‘+’,‘-’,‘*’,‘/ ’圓括號,正整數。

     表示:字符數組,棧。

     中綴表達式:在程序語言中,運算符位於兩個運算數中間的表達式稱為中綴表達式,例如 1+2*3.

     中綴表達式運算規則:先乘除,后加減,從左到右,先括號內,后括號外,因此中綴表達式不僅要判斷運算符的優先級,而且還有處理括號。

     后綴表達式:運算符在運算數的后面,如1+2*3的后綴表達式:1 2 3*,在后綴表達式中已經考慮了運算符的優先級,沒有括號,只有運算數和運算符。

     后綴表達式的運算:按照運算符的次序進行的。例如123*+,從左到右掃描時,第一個運算符為*,先執行2*3=6,第二個運算符為‘+’,執行1+6=7。

二 .表達式求值的過程:

     將算術表達式轉換成后綴表達式,然后對后綴表達式求值。

  1.將算術表達式轉換為后綴表達式。

     (1)從左到右一次掃描中綴表達式的每一個字符,如果是字符串,直接寫入后綴表達式。

     (2)如果遇到的是' ( ',則壓入操作符棧,遇到‘(’時,將棧中的元素放到后綴表達式中,直達棧頂元素為'('時,將棧頂元素'('刪除,不需要入棧。

     (3)如果遇到的是操作符,則將操作符和操作符棧頂元素比較。

             :如果a[i]的運算符的優先級小於等於棧頂元素的優先級,退棧運算符並放到后綴表達式中,直到a[i]的運算符優先級大於棧頂運算符的優先級

             :否則入棧。

      (4)重復上述步驟,知道中綴表達式的結束符標記“#”,轉換結束。

我的代碼:

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
stack<char>f;//操作符棧
stack<double>s;//操作數棧
bool flag;
int prior(char ch)//運算符的優先級
{
    switch(ch)
    {
    case'+':
    case'-':
        return 1;
    case'*':
    case'%':
    case'/':
        return 2;
    default:
        return 0;//括號
    }
}
string trans(string a)
{
    while(!f.empty())  f.pop();
    f.push('#');
    string ret="";//保存中綴表達式
    int len=a.size(),i=0;
    while(i<len)
    {
        if(a[i]==' '||a[i]=='=')//??
        {
            i++;
            continue;
        }
        else if(a[i]=='(')
            f.push(a[i++]);
        else if(a[i]==')')
        {
            while(f.top()!='(')
            {
                ret+=f.top();
                ret+=' ';
                f.pop();
            }
            f.pop();//(出棧
            i++;
        }
        else if(a[i]=='+'||a[i]=='-'||a[i]=='*'||a[i]=='/'||a[i]=='%')
        {
            while(prior(f.top())>=prior(a[i]))//如果a[]的運算符的優先級小於等於棧頂元素的優先級,退棧運算符並放到后綴表達式中,直到a[i]的運算符優先級大於棧頂運算符的優先級
            {
                ret+=f.top();
                ret+=' ';
                f.pop();
            }
            f.push(a[i++]);
        }
        else
        {
            while((a[i]>='0'&&a[i]<='9')||a[i]=='.')
            {
                ret+=a[i++];
            }
            ret+=' ';
        }
    }
    while(f.top()!='#')
    {
        ret+=f.top();
        ret+=' ';
        f.pop();
    }
    ret+='=';
    return ret;
}
double cal(double a,double b,double ch)//計算
{
    if(ch=='+') return a+b;
    if(ch=='-') return a-b;
    if(ch=='*') return a*b;
    if(ch=='%') return ((int)a%(int)b);
    if(ch=='/')
    {
        if(b!=0)
            return a/b;
        flag=true;
        return 0;
    }
}
double solve(string a)//后綴表達式計算
{
    string t=trans(a);
    while(!s.empty()) s.pop();
    flag=false;
    int len=t.length(),i=0;
    while(i<len)
    {
        if(t[i]==' '||t[i]=='=')
        {
            i++;
            continue;
        }
        else if(t[i]=='+'||t[i]=='-'||t[i]=='*'||t[i]=='/'||t[i]=='%')
        {
            double num1,num2;
            num1=s.top();
            s.pop();
            num2=s.top();
            s.pop();
            s.push(cal(num1,num2,t[i]));
            i++;
        }
        else
        {
            double x=0;
            while(t[i]>='0'&&t[i]<='9')
            {
                x=x*10+t[i]-'0';
                i++;
            }
            if(t[i]=='.')
            {
                double k=10.0,y=0;
                i++;
                while(t[i]>='0'&&t[i]<='9')
                {
                    y+=((t[i]-'0')/k);
                    i++;
                    k*=10;;
                }
                x+=y;
            }
            s.push(x);
        }
    }
    return s.top();
}
string a;
int main()
{
    int num;
    scanf("%d",&num);
    while(num--)
    {
        cin>>a;
        // cout<<e.trans(a)<<endl;//將中綴表達式裝換為后綴表達式
        cout<<solve(a)<<endl;
    }
    return 0;
}








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