C++计算数学计算式(内附完整源码及附件).doc

温馨提示程序语言：C、C+、C#、Python（红色字体 表示本课设使用的程序设计语言）图形功能选项：Win32控制台程序（黑框、文本界面）、Win32程序、MFC、WinForm、DirectX10（黑体标明 表示本课设的程序图形类别，默认为非图形界面Win32控制台程序）数据结构：基础类型、数组、链表、双向链表、搜索树（非平衡二叉树）、平衡二叉树、链表与平衡二叉树相结合、堆栈、队列、串、图（黑体标明 表示本课设使用的数据结构）C+语言项：STL库（黑体标明 表示使用C+的STL库）编译环境：Windows 7 64位旗舰版（Linux及其他环境请谨慎下载）集成开发环境：Visual C+ 6.0、DEVC+、CodeBlocks、Visual Studio 2015均可通过编译。（浅蓝色字体 表示无法通过编译）分多头文件编译：否（所有代码基本都包含在一个文件内，如需试验头文件功能，请自行参考相关文献）内容说明：1、课设题目及预览内容 将在第二页开始展示。2、代码行数：175行3、目录 所示内容，本文基本涵盖，如无内容，会在本页进行说明。4、附录 绝对包含用户使用手册及程序完整源代码和详细注释。5、如需下载 其他 头文件（例如DirectX需另行配置），本文会在此进行说明。6、本文撰写内容仅供学习参考，另外，由于本人水平有限，编写之处难免存在错误和纰漏，恳请各位老师或同学批评指正。题目：输入一个算式，并计算结果表1 整体思路首先，从屏幕读入一个字符串存储到str，比如1/20-5+(2-10*5)+5-10*2)开始将中缀表达式添加到字符串队列：stringQueueMiddle第一，检索str里的字符，如果是数字就添加到strNumber字符串的末尾第二，检索str里的字符，如果遇到+-*/，就将strNumber数字进队，strSymbol运算符进队循环进行，直到到达str的末尾。其次，将中缀表达式转换成后缀表达式，将其添加到字符串队列stringQueueBack第一，遇到数字就直接将数字字符串添加到队列第二，如果stringStack栈为空，则将运算符字符进栈第三，如果stringStack栈不为空，若第一个运算符的优先级小于等于栈顶的运算符的优先级，则先把栈的所有高于等于第一个运算符添加到队列（然后出栈），再把低或等的运算符压入栈第四，如果遇到左括号，则直接压栈第五，遇到右括号，则直接把左括号右边的所有运算符出栈，添加到队列表2 中缀表达式转后缀表达式例子例如1/20-5+(2-10*5)+5-10*2)stringQueueMiddle(中缀表达式队列)stringStack(栈)stringQueueBack(后缀表达式队列)1/20-5+(2-10*5)+5-10*2)/20-5+(2-10*5)+5-10*2)1遇到数字直接入队20-5+(2-10*5)+5-10*2)/1栈空，运算符入栈-5+(2-10*5)+5-10*2)1 20遇到数字直接入队5+(2-10*5)+5-10*2)-1 20 /-的优先级低于/+(2-10*5)+5-10*2)1 20 / 5 -遇到数字直接入队(2-10*5)+5-10*2)+1 20 / 5 -与+运算符的优先级相同，则先出栈，在入栈(2-10*5)+5-10*2)+ (1 20 / 5 -遇到(，直接入栈2-10*5)+5-10*2)+(1 20 / 5 -同上-10*5)+5-10*2)+(1 20 / 5 - 210*5)+5-10*2)+(-1 20 / 5 - 2因为(在栈里，(的优先级最低*5)+5-10*2)+(-1 20 / 5 - 2 105)+5-10*2)+(-*1 20 / 5 - 2 10*的优先级高于-，入栈)+5-10*2)+(-*1 20 / 5 - 2 10 5+5-10*2)+(1 20 / 5 - 2 10 5 * -遇到)，则把第一个(之前的所有运算符弹出入队,并出栈(5-10*2)+(+1 20 / 5 - 2 10 5 * -10*2)+(+1 20 / 5 - 2 10 5 * - 510*2)+(-1 20 / 5 - 2 10 5 * - 5 +优先级相等的运算符弹出入队，-入栈*2)+(-1 20 / 5 - 2 10 5 * - 5 + 102)+(-*1 20 / 5 - 2 10 5 * - 5 + 10*优先级高于-，入栈)+(-*1 20 / 5 - 2 10 5 * - 5 + 10 21 20 / 5 - 2 10 5 * - 5 + 10 2 * - +遇到)，弹出所有运算符，并且中缀表达式到达结尾，弹出所有运算符表3 后缀表达式计算例子1 20 / 5 - 2 10 5 * - 5 + 10 2 * - +后缀表达式计算遇到数字就压栈，只要遇到运算符就把栈中的两个数字拿出来运算，把运算结果再压到栈中stringQueueBack(后缀表达式队列)stringStack(栈)1 20 / 5 - 2 10 5 * - 5 + 10 2 * - +20 / 5 - 2 10 5 * - 5 + 10 2 * - +1数字则入栈/ 5 - 2 10 5 * - 5 + 10 2 * - +1 20遇到运算符，则把栈顶的两个数字弹出来运算，将运算结果压栈，1/20=00.55 - 2 10 5 * - 5 + 10 2 * - +0.05- 2 10 5 * - 5 + 10 2 * - +0.05 5先弹出来的作为右运算数（0.05-5）2 10 5 * - 5 + 10 2 * - +-4.9510 5 * - 5 + 10 2 * - +-4.95 25 * - 5 + 10 2 * - +-4.95 2 10* - 5 + 10 2 * - +-4.95 2 10 5弹出10*5，计算结果50入栈- 5 + 10 2 * - +-4.95 2 50弹出2-50，计算结果-48入栈5 + 10 2 * - +-4.95 -48+ 10 2 * - +-4.95 -48 510 2 * - +-4.95 -432 * - +-4.95 -43 10* - +-4.95 -43 10 2- +-4.95 -43 20+-4.95 -63-67.95注：空白处步骤类似，不再赘述运行结果如下图所示：附 录用户使用手册1、根据提示，输入一条计算式即可。2、开头无法输入负数，否则程序会崩溃。3、输入的计算式需正确，否则会崩溃程序源代码#include#include#include#include#include#include#include#pragma warning(disable:4996)using namespace std;class Expressionpublic:void setExpression();/从屏幕获取一行 计算式子void calculationResult();/计算出结果，并输出private:void transformation();/将中缀表达式转换成后缀表达式stack stringStack;/栈queue stringQueueMiddle;/存储中缀表达式的队列queue stringQueueBack;/存储后缀表达式的队列;void Expression:setExpression()char ch200;string str;/获取屏幕的表达式string strNumber;/暂时存储 数字string strSymbol;/暂时存储 运算符int i = 0;cout 请输入一个表达式（不需要输入=，请不要输入无谓的字符隔开，比如空格）: endl;cout t;cin.getline(ch, 200);str = ch;for (i = 0; i = 0&stri = 9|.=stri) strNumber += stri;else stringQueueMiddle.push(strNumber);/将数字添加到队列strNumber.clear();/清空字符串strSymbol += stri;stringQueueMiddle.push(strSymbol);/将符号添加到队列strSymbol.clear();/清空字符串/将最后一个数字添加到队列stringQueueMiddle.push(strNumber);/将数字添加到队列strNumber.clear();/清空字符串transformation();void Expression:transformation()int i = 0;for (; !stringQueueMiddle.empty(); stringQueueMiddle.pop() if (isdigit(stringQueueMiddle.front()0)/判断该字符串的第一个字符是否为数字stringQueueBack.push(stringQueueMiddle.front();/纯数字 则将该 字符串 添加到 后缀表达式队列else if (stringStack.empty() | ( = stringQueueMiddle.front()0)stringStack.push(stringQueueMiddle.front();/如果栈空或者遇到 (，则直接进栈else if (+ = stringQueueMiddle.front()0 | - = stringQueueMiddle.front()0) if (!stringStack.empty()&*=stringStack.top()0|/ = stringStack.top()0) /栈不空,则栈中有 */ 则出栈/栈中只要有连续的 +-*/就出栈，且栈不能为空，遇到(也不出栈for (; !stringStack.empty()& (!= stringStack.top()0; stringStack.pop() stringQueueBack.push(stringStack.top();/ */ 进入 后缀表达式队列else if (!stringStack.empty() & + = stringStack.top()0 | - = stringStack.top()0) /如果遇到同等级的运算符，则先出栈再进栈stringQueueBack.push(stringStack.top();stringStack.pop();/栈顶出栈stringStack.push(stringQueueMiddle.front();/+-优先级低，直接进栈else if (* = stringQueueMiddle.front()0 | / = stringQueueMiddle.front()0) if (!stringStack.empty() & * = stringStack.top()0 | / = stringStack.top()0) /栈不空,则栈中有 */ 则出栈stringQueueBack.push(stringStack.top();/进 后缀表达式 的队stringStack.pop();stringStack.push(stringQueueMiddle.front();/进栈else if () = stringQueueMiddle.front()0) /遇到右括号，则左括号之前的运算符都弹出for (; ( != stringStack.top()0; stringStack.pop()stringQueueBack.push(stringStack.top();/运算符依次进入 后缀表达式队列stringStack.pop();/弹出 (for (; !stringStack.empty();stringStack.pop() / 中缀表达式 扫描完毕，则栈中的所有运算符弹出if(!=stringStack.top()0)stringQueueBack.push(stringStack.top();/将栈中的运算符添加到 后缀表达式 队列void Expression:calculationResult()double back=0.0;/记录 第一个 从栈顶弹出来的元素double front=0.0;/记录 第二个 从栈顶弹出来的元素double result=0.0;/记录运算结果char ch100;string str;for (; !stringQueueBack.empty(); stringQueueBack.pop() if (isdigit(stringQueueBack.front()0)/判断该字符串的第一个字符是否为数字stringStack.push(stringQueueBack.front();/纯数字 则将该 字符串 进栈else /遇到运算符switch (stringQueueBack.front()0)case +:back = atof(stringStack.top().c_str();/弹出第一个栈顶元素stringStack.pop();front = atof(stringStack.top().c_str();/弹出第二个栈顶元素stringStack.pop();result = front + back;sprintf(ch, %lf, result);/将浮点数转换成字符串str = ch;stringStack.push(str);break;case -:back = atof(stringStack.top().c_str();/弹出第一个栈顶元素stringStack.pop();front = atof(stringStack.top().c_str();/弹出第二个栈顶元素stringStack.pop();result = front - back;sprintf(ch, %lf, result);/将浮点数转换成字符串