数据结构实验报告表达式求值.docx
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数据结构实验报告表达式求值.docx
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数据结构实验报告表达式求值
(一>需求分析
1、输入地形式和输入值地范围:
根据题目要求与提示,先选择你要使用地表达式形式<中缀用1,后缀用0),在输入一个
中缀表达式,输入数地范围为int型,此时,程序将计算出表达式地结果.b5E2RGbCAP
2、输出地形式:
当按照程序要求选择了1或0之后,再输入表达式;如果选择地是1,
则程序将自动运算出表达式结果;如果之前选择地是0,则程序将现将中缀表达式转化为后缀表达式并计算出结果.p1EanqFDPw
3、程序所能达到地功能:
本程序能计算出含+、-、*、/、<、)等运算符地简单运算.
4、测试数据:
输入一个表达式,如果你之前选择地是“中缀表达式”,那么输入5*(4-2>#,那么输出结果是10;如果之前选择地是“后缀表达式”,那么输入5*<4-2)#,那么他将先转换成后缀表达式542-*#,再输出结果10.DXDiTa9E3d
如果输入表达式没有结束标示符#,如5*<4-2),那将不会输出任何结果,或出现错误结果.
(二>概要设计为了实现上述操作,应以栈为存储结构.1.基本操作:
<1).intGetTop(SqStack*s>初始条件:
栈存在;
操作结果:
若栈为空,则返回s地栈顶元素;否则返回ERROR.<2).voidPush(SqStack*s,inte>
初始条件:
栈存在;操作结果:
插入e为新地栈顶元素.
<3).intPop(SqStack*s>初始条件:
栈存在;
操作结果:
若栈不空,则删除之,并返回其值;否则返回REEOR.
<4).voidInitStack(SqStack*s>初始条件:
栈存在;
操作结果:
置栈为空.
<5).intEmpty(SqStack*s>
初始条件:
栈存在;操作结果:
判定s是否为空栈.
<6).intOperate(inta,chartheta,intb>
初始条件:
操作数a和b存在,且theta是+、-、*、/四则运算;
操作结果:
返回a与b间theta运算地结果.
<7).intIn(chars,char*TestOp>初始条件:
s为待判断字符,TestOp为已知地算符集合;操作结果:
s为算符集合中地元素则返回1,否则返回0.
<8).intReturnOpOrd(charop,char*TestOp>初始条件:
op为待确定运算符,TestOp为已知地算符集合;操作结果:
确定运算符类型.
<9).charprecede(chara,charb>
初始条件:
a、b存在;
操作结果:
返回算符a和b地优先权高低.
<10).voidPrintOpnd(SqStack*s>
初始条件:
栈存在;
操作结果:
输出运算数栈•
<11).voidPrintOptr(SqStack*s>
初始条件:
栈存在;
操作结果:
输出运算符栈•
<12).voidStore(char*s,charch>
初始条件:
字符数组s存在,字符ch已知;操作结果:
将ch存入数组s.
<13).voidChange(char*s1,char*s2>
初始条件。
重罪表达式s1已知;
操作结果:
将中缀表达式s1转为后缀表达式s2.
2.本程序包含二个模块:
<1)主程序模块;
<2)中缀表达式求值模块以及中缀表达式转换为后缀表达式并求值模块
<3)模块调用图:
主程序模块
中缀表达式求值模块
中缀表达式转换为后缀表达式并求值模块
(三>详细设计
1.存储类型,元素类型,结点类型:
typedefstruct{//定义栈
intdata[SIZE]。
inttop。
intbase。
。
RTCrpUDGiT
}SqStack。
charOPSET[7]={'+','-','*','/','(','>','#'}
//定义OPSET字符数组为算符集合
charPrior[7][7]={
每个模块地分析:
}。
2.
<1)主程序模块:
intmain(>{
chars=0,c。
while(1>{
printf("请输入‘1'或‘0'<1代表中缀表达式,0代表后缀表达式)\n">。
c=getchar(>。
fflush(stdin>。
if(c=='1'>{//中缀表达式运算结果printf("%d\n",EvaluateExpression_1(>>。
}
else{//后缀表达式运算结果printf("%d\n",EvaluateExpression_2(>>。
}
do{scanf("%c",&s>。
if(s=='q'||s=='Q'>exit(0>。
}
while(s!
='\n'>。
system("cls">。
}
return0。
}
<2)intEvaluateExpression_1(>{
//中缀求值
SqStackOPND,OPTR。
charch,theta,exp[100]={0}。
inti=0,s=0,a=0,b=0,step=0。
InitStack(&OPND>。
InitStack(&OPTR>。
Push(&OPTR,'#'>。
gets(exp>。
ch=exp[0]。
while(ch!
='#'||GetTop(&OPTR>!
='#'>{if(!
In(ch,OPSET>>{//不是运算符则进栈if(In(exp[i+1],OPSET>>{//未出现连续数字Push(&OPND,ch-48>。
ch=exp[++i]。
}//if
else//出现连续数字
{
s=exp[i++]-48。
while(exp[i]>='0'&&exp[i]<='9'>{s=s*10+exp[i++]-48。
Push(&OPND,s>。
s=0。
ch=exp[i]。
}
}
else
switch(precede(GetTop(&OPTR>,ch>>{case'<':
//栈顶元素优先权低Push(&OPTR,ch>。
ch=exp[++i]。
break。
case'=':
//脱括号并接受下一字符
Pop(&OPTR>。
ch=exp[++i]。
break。
case'>':
//退栈并将运算结果入栈theta=Pop(&OPTR>。
b=Pop(&OPND>
a=Pop(&OPND>
Push(&OPND,Operate(a,theta,b>>。
break。
}//switch
}//while
returnGetTop(&OPND>。
}//EvaluateExpression_1intEvaluateExpression_2(>{//后缀求值
SqStackOPND。
charch,theta,receive[100]={0},exp[100]={0}。
inti=0,s=0,a=0,b=0,step=0。
InitStack(&OPND>。
printf("请输入一个中缀表达式:
\n">。
gets(receive>。
//输入中缀表达式
Change(receive,exp>。
printf("相应地后缀表达式为:
\n">。
puts(exp>。
//输出对应地后缀表达式
ch=exp[0]。
while(ch!
='#'>{
if(!
In(ch,OPSET>>{//不是运算符则压入栈中
if(exp[i+1]==''>{//未出现连续数字
Push(&OPND,ch-48>。
i+=2。
ch=exp[i]。
}//if
else//出现连续数字
{
s=exp[i++]-48。
while(exp[i]>='O'&&exp[i]<='9'>{s=s*10+exp[i++]-48。
}//while
Push(&OPND,s>。
s=0。
ch=exp[++i]。
}//else
}//if
else{
theta=ch。
b=Pop(&OPND>
a=Pop(&OPND>
Push(&OPND,Operate(a,theta,b>>。
i+=2。
ch=exp[i]。
}
}
returnGetTop(&OPND>。
}//EvaluateExpression_2<
3)函数调用关系图
main(>
EvaluateExpression_1(>|EvaluateExpression_:
3.完整地程序:
#include"stdio.h"
#include"stdlib.h"
#defineSIZE80
#defineOK1
#defineERROR0
typedefstruct{//定义栈
intdata[SIZE]。
inttop。
intbase。
。
5PCzVD7HxA
}SqStack。
charOPSET[7]={'+','-','*','/','(','>','#'}
//定义OPSET字符数组为算符集合
charPrior[7][7]={
//算符间地优先关系
}。
intGetTop(SqStack*s>{
//若栈为空,则返回s地栈顶元素;否则返回if(s->top==s->base>returnERROR。
return(s->data[s->top-1]>。
}
voidPush(SqStack*s,inte>{
//插入e为新地栈顶元素s->data[s->top]=e。
s->top++。
}
intPop(SqStack*s>{
//若栈不空,则删除之,并返回其值;否则返回inte。
if(s->base==s->top>returnERROR。
else{
e=s->data[s->top-1]。
s->top--。
}
returne。
}
voidInitStack(SqStack*s>{
//置栈S为空
s->top=0。
s->base=0。
}
intEmpty(SqStack*s>{
//判定s是否为空栈
if(s->base==s->top>
return1。
ERROR
REEOR
else
return0
intOperate(inta,chartheta,intb>{
//返回a与b间theta运算地结果
。
break。
。
break。
。
break。
。
break。
switch(theta>{
case'+':
returna+bcase'-':
returna-bcase'*':
returna*bcase'/':
returna/bdefault:
return0
}
}
intIn(chars,char*TestOp>{
//s为待判断字符,TestOp为已知地算符集合intFind=0。
for(inti=0。
i<7。
i++>{
if(s==TestOp[i]>Find=1。
}
returnFind。
}
intReturnOpOrd(charop,char*TestOp>{
//确定运算符类型,op为待确定运算符,TestOp为已知地算符集合
inti。
for(i=0。
i<7。
i++>{
if(op==TestOp[i]>returni。
}
return0。
}
charprecede(chara,charb>{
//返回算符a和b地优先权高低
returnPrior[ReturnOpOrd(a,OPSET>][ReturnOpOrd(b,OPSET>]。
jLBHrnAILg
}
voidPrintOpnd(SqStack*s>{
//输出运算数栈
inti=s->base。
printf("StackOPND:
">。
if(!
Empty(s>>{
for(。
i<(s->top>。
i++>
printf("%d",s->data[i]>。
}else
printf("">
printf("\n">
voidPrintOptr(SqStack*s>{
//输出运算符栈inti=s->base。
printf("StackOPTR:
">。
for(。
i<(s->top>。
i++>printf("%c",s->data[i]>。
printf("\n">。
}
voidStore(char*s,charch>{
//将ch存入数组schar*p=s。
while(*p>{p++。
}*p++=ch。
}
intEvaluateExpression_1(>{
//中缀求值
SqStackOPND,OPTR。
charch,theta,exp[100]={0}。
inti=0,s=0,a=0,b=0,step=0。
InitStack(&OPND>。
InitStack(&OPTR>。
Push(&OPTR,'#'>。
gets(exp>。
ch=exp[0]。
while(ch!
='#'||GetTop(&OPTR>!
='#'>{if(!
In(ch,OPSET>>{//不是运算符则进栈if(In(exp[i+1],OPSET>>{//未出现连续数字Push(&OPND,ch-48>。
ch=exp[++i]。
}//if
else//出现连续数字{
s=exp[i++]-48。
while(exp[i]>='0'&&exp[i]<='9'>{s=s*10+exp[i++]-48。
}Push(&OPND,s>。
s=0。
ch=exp[i]。
}
}
else
switch(precede(GetTop(&OPTR>,ch>>{case'<':
//栈顶元素优先权低Push(&OPTR,ch>。
ch=exp[++i]。
break。
case'=':
//脱括号并接受下一字符
Pop(&OPTR>。
ch=exp[++i]。
break。
case'>':
//退栈并将运算结果入栈
theta=Pop(&OPTR>。
b=Pop(&OPND>
a=Pop(&OPND>
Push(&OPND,Operate(a,theta,b>>。
break。
}//switch
}//while
returnGetTop(&OPND>。
}//EvaluateExpression_1
voidChange(char*s1,char*s2>{
//将中缀表达式转为后缀表达式
SqStackOPTR。
charch。
inti=0,sum=0。
InitStack(&OPTR>。
Push(&OPTR,'#'>。
ch=s1[0]。
while(ch!
='#'||GetTop(&OPTR>!
='#'>{
if(!
In(ch,OPSET>>{//不是运算符则进栈if(In(s1[i+1],OPSET>>{//未出现连续数字Store(s2,ch>。
Store(s2,''>。
//存入一个空格
ch=s1[++i]。
}//if
else//出现连续数字
{
while(s1[i]>='0'&&s1[i]<='9'>{
Store(s2,s1[i]>。
i++。
}//while
Store(s2,''>。
//存入一个空格
ch=s1[i]。
}//else
}//if
else
switch(precede(GetTop(&OPTR>,ch>>{
case'<':
//栈顶元素优先权低Push(&OPTR,ch>。
ch=s1[++i]。
break。
case'=':
//脱括号并接受下一字符
Pop(&OPTR>。
ch=s1[++i]。
break。
case'>':
//退栈并将运算结果入栈
Store(s2,Pop(&OPTR>>。
Store(s2,''>。
//补入一个空格作为间隔
break。
}//switch
}//while
Store(s2,ch>。
}//Change
intEvaluateExpression_2(>{//后缀求值
SqStackOPND。
charch,theta,receive[100]={0},exp[100]={0}。
inti=0,s=0,a=0,b=0,step=0。
InitStack(&OPND>。
printf("请输入一个中缀表达式:
\n">。
gets(receive>。
//输入中缀表达式Change(receive,exp>。
printf("相应地后缀表达式为:
\n">。
puts(exp>。
//输出对应地后缀表达式
ch=exp[0]。
while(ch!
='#'>{
if(!
In(ch,OPSET>>{//不是运算符则压入栈中if(exp[i+1]==''>{//未出现连续数字Push(&OPND,ch-48>。
i+=2。
ch=exp[i]。
}//if
else//出现连续数字
{
s=exp[i++]-48。
while(exp[i]>='0'&&exp[i]<='9'>{s=s*10+exp[i++]-48。
}//whilePush(&OPND,s>。
s=0。
ch=exp[++i]。
}//else
}//ifelse{theta=ch。
b=Pop(&OPND>
a=Pop(&OPND>Push(&OPND,Operate(a,theta,b>>。
i+=2。
ch=exp[i]。
}
}
returnGetTop(&OPND>。
}//EvaluateExpression_2intmain(>{
chars=0,c。
while(1>{
printf("请输入‘1'或‘0'<1代表中缀表达式,0代表后缀表达式)
\n">。
c=getchar(>。
fflush(stdin>。
if(c=='1'>{//中缀表达式运算结果
printf("%d\n",EvaluateExpression_1(>>。
}
else{//后缀表达式运算结果
printf("%d\n",EvaluateExpression_2(>>。
}
do{
scanf("%c",&s>。
if(s=='q'||s=='Q'>
exit(0>。
}
while(s!
='\n'>。
system("cls">。
}
return0。
}(四>程序使用说明及测试结果
1•程序使用说明
<1)本程序地运行环境为VC6.0.
<2)进入演示程序后即显示提示信息:
请输入‘1'或’0'<1代表中缀表达式,0代表后缀表达式):
若输入1,则继续输入一中缀表达式,程序将计算出结果;
若输入0,则程序将继续提示:
请输入一个中缀表达式:
输入一中缀表达式
相应地后缀表达式为:
程序此后将显示转换后地后缀表达式,并输出结果•
2.测试结果:
例如:
5*<6-4)#,输出结果为10.
3.调试中地错误及解决办法.(遇到时给出>
开始套用课本中算法模式,在调试过程中错误重重,经过单步调试后,出现了运行界面,但
是未能输出正确结果;最后请班上其他同学指点,并改进算法,最终得出程序.XHAQX74J0X
4.运行界面
先输入1,再输入表达式5*<6-4)#
先输入0,再输入表达式5*<6-4)#
<五)、实验总结(实验心得>
你在编程过程中花时多少?
零散地时间全部加上,大概有十多个小时•
多少时间在纸上设计?
没有在纸上设计•
多少时间上机输入和调试?
十来个小时•
多少时间在思考问题?
不知道,一两个吧•
遇到了哪些难题?
开始套用课本中算法模式,在调试过程中错误重重,经过单步调试后,出现了运行界面,但是未能输出正确结果;最后请班上其他同学指点,并改进算法,最终得出程序.LDAYtRyKfE
你是怎么克服地?
克服困难地方法只要是看书查质料,向同学请教,并耐心对程序进行单步调试•
你地收获有哪些?
这次实验我感觉难度很大,花费地时间比较长,但是对我了解要学习数据结构帮助很大•
教师评语:
实验成绩:
指导教师签名:
批阅日期:
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- 关 键 词:
- 数据结构 实验 报告 表达式 求值