44模拟计算器算法

数据结构 课程设计报告 设计题目 设计一个模拟计算器的程 序 专 业 机电一体化 班 级 08 专接本 学 生 金磊 学 号 104910252044 指导教师 高在村 完成时间 2011 12 模拟计算器算法模拟计算器算法 目录 1 问题描述 1 2 设计思路 1 3 数据结构设计 2 4 功能函数设计 2 1 判断一个字符是否是数字字符 2 2 求字符的优先级 2 3 对分数约分的函数 2 4 打印最后的结果 2 5 求解表达式程序 2 6 判断表达式是否合法 2 7 栈的相关操作 2 8 主函数 void main 3 5 编码实现 3 6 运行和测试 8 模拟计算器算法模拟计算器算法 1 问题描述 问题描述 要求能够对包含加 减 乘 除 括号的任意可带小数的表达式进行求解 2 设计思路 设计思路 首先 表达式采用字符串进行存储 运算的过程 也是对字符串进行扫描 输入后 程序会对这个字符串进行判断 看是否有非法字符 是否括号配对 是否最后有一个等号 如果不满足要求则要求重新输入 合法后还要判断 如果字符串长度是 1 的话就输出提示 是 2 的话 表面式子中只有一个整数和一个等号 也是直接输出第一个字符 因为这样的 字符串函数无法处理 进数字栈的操作总是在遇到字符后 因而这样的数进不了栈 其次 采用两个栈分别用于存放字符数据和数字数据 按照书上的中缀表达式变成后 缀表达式的求解方法 对表达式字符串进行遍历 采用一个分子和分母 分子置初值为 0 分母置初值为 1 遇到数字则将分子乘以 10 后在加上这个数 遇到小数点后则将一个 flag 位置为 1 此后如果遇到数则分子继续如上述形式实现 分母则每次都乘上 10 直到 遇到其他的特殊字符 遇到字符后 首先判断刚才的数是否是 0 如果是 0 则数字不进栈 如果不是 0 则将分子和分母进栈 然后对刚才的字符进行判断 如果是 则直接进栈 它 的优先级最高 如果是 则再判断 如果栈顶是 则直接出栈 字符后移 否则直接 进字符栈 如果收到的不是括号 则判断当前字符的优先级是否小于栈顶字符的优先级 如果小于则将两个数字出栈并进行运算 然后在进一个数进栈 否则进字符栈 最后出来的结果是数字栈中只有一个分数 则对这个分数进行约分 如果约分后分母 是 1 的话就直接输出这个整数 否则输出一个分数和一个小数 3 数据结构设计 数据结构设计 该程序数据结构主要是两个栈的数组结构 表达式是用字符串进行存储的 数字栈 栈节点 typedef struct int x int y datatype 采用分数表示数字 栈 typedef struct datatype num MAXSIZE int top seqstack1 pseqstack1 存放表达式中数字的顺序栈 字符栈 typedef struct char ch MAXSIZE int top seqstack2 pseqstack2 存放表达式中操作符的顺序栈 4 功能函数设计 功能函数设计 1 判断一个字符是否是数字字符 判断一个字符是否是数字字符 int IsNum char c c 是要判断的字符 是的话返回 1 否则返回 0 2 求字符的优先级 求字符的优先级 int priority char op op 是要求的字符 返回值是该字符的优先级 3 对分数约分的函数 对分数约分的函数 void simple datatype p 因为有可能改变它的值 所以传地址 p 是要求的数 4 打印最后的结果 打印最后的结果 void print datatype p 对分数 p 进行有选择性的打印 如果分母是 1 的话打印 5 求解表达式程序 求解表达式程序 datatype Cal expression char s 求解的是字符串 s 返回值是一个 分数 6 判断表达式是否合法判断表达式是否合法 int Is Correct char s 判断字符串 s 是否合法 合法返回 1 否 则返回 0 7 栈的相关操作 栈的相关操作 void push seqstack1 pseqstack1 data datatype p 入数据栈 data 是数据栈 p 是一个分数 void push seqstack2 pseqstack2 symbol char op 入字符栈 symbol 是字符栈 op 是一个操 作符 void pop seqstack1 pseqstack1 data datatype p 出数字栈 dada 是数据栈 p 是出栈后带 出分数 void pop seqstack2 pseqstack2 symbol char p 出字符栈 symbol 是字符栈 p 是出栈后带 出字符 8 主函数 主函数 void main 提示用户输入要求的字符串 当求解合法后 再判断是否长 度只是 1 或 2 如果只是长度为 1 或 2 的话就直接输出结果 否则调用函数进行求解 5 编码实现 编码实现 define MAXSIZE 100 include include include typedef struct int x int y datatype 采用分数表示数字 typedef struct datatype num MAXSIZE int top seqstack1 pseqstack1 存放表达式中数字的顺序栈 typedef struct char ch MAXSIZE int top seqstack2 pseqstack2 存放表达式中操作符的顺序栈 判断是否是字符 int IsNum char c return c 0 exit 0 else data top data num data top x p x data num data top y p y void push seqstack2 pseqstack2 symbol char op 入字符栈 if symbol top MAXSIZE 1 printf Too large n exit 0 else symbol top symbol ch symbol top op void pop seqstack1 pseqstack1 data datatype p 出数字栈 if data top 1 exit 0 else p x data num data top x p y data num data top y void pop seqstack2 pseqstack2 symbol char p 出字符栈 if symbol top 1 exit 0 else p symbol ch symbol top 处理一个表达式的值 s 是指向该字符串的指针 datatype Cal expression char s pseqstack1 data 用来存放数据的栈 pseqstack2 symbol 用来存放字符的栈 int a b c d 用来对出栈的数字进行存储和运算 datatype p q char w op w 用来标志需要处理的字符串 op 用来保存操作符 int t1 0 t2 1 flag 0 两个栈的初始化 data pseqstack1 malloc sizeof seqstack1 data top 1 if data printf No enough memory available n exit 0 symbol pseqstack2 malloc sizeof seqstack2 symbol top 1 if symbol printf No enough memory available n exit 0 push seqstack2 symbol w s while w symbol ch symbol top 出循环条件 w s if flag 1 t2 t2 10 else if w flag 1 s else if t1 0 针对第一个就不是数字的情况或者是两个操作符连在一起的情况 p x t1 p y t2 push seqstack1 data p t1 0 t2 1 flag 0 if if symbol ch symbol top if w pop seqstack2 symbol s else push seqstack2 symbol w s if else if priority symbol ch symbol top num data top 最后的结果进行约分 void simple datatype p 对最后的结果进行约分 int i flag 0 if p x 2 i if p x i 0 p y i if flag 1 p x 1 打印最后的结果 void print datatype p if p y 1 针对分母是 1 的情况 printf The result is d n p x else if p x 0 针对分子是 0 的情况 printf The result is 0 n else printf 这个表达式的分数结果是 d d n p x p y printf 这个表达式的小数结果是 f n 1 0 p x p y 判断输入的字符串是否合法 int Is Correct char s int i N Bracket 0 i strlen s if s i 1 printf 输入错误 最后必须以 结束 n return 1 for i 0 s i i if IsNum s i return 1 for i 0 s i i if s i N Bracket else if s i N Bracket if N Bracket printf 输入错误 括号不配对 n return 1 return 0 主函数 void main char str MAXSIZE op y datatype result while op y do printf 请输入您要求的表达式并且以等号结束 n scanf s str while Is Correct str if strlen str 1 printf 您只输入了一个 号 无法求解 n else if strlen str 2 只有一个整数和一个等号的情况 printf 这个表达式的结果是 c n str else result Cal expression st