数据结构实习报告：设计一个演示用运算优先法对算数表达式求值过程的程序

.实习报告题目：设计一个演示用运算优先法对算数表达式求值过程的程序。班级： 姓名： 学号： 完成日期： 一、 需求分析1建立运算数栈SqStack1和运算符栈SqStack2辅助分析算符有限关系.2用户输入以“#”结尾的算数表达式，本程序需要用户自行输入表达式（运算符可以是加（+）；减（-）；乘（*）；除（/）；括号（），以字符形式读入，在读入的同时，完成运算符和运算数的识别处理，在识别出运算数的同时，要将其字符序列形式转换成整数形式。3在程序的适当位置输出运算符栈、运算数栈、输入字符和主要操作的内容，即演示运算操作。4测试数据见原题。5程序执行的命令包括：（1） 建立算数表达式；（2） 得到运算表达式的值；（3） 演示运算过程。二、 概要设计1. 设定栈的抽象数据类型定义：ADT Stack数据对象 D ai | ai charSet, i=1,2,.,n, n0 数据关系： R1 | ai-1, aiD, i=2,.,n （约定an 端为栈顶，a1 端为栈底）基本操作：InitStack（&S）操作结果：构造一个空栈S。Gettop(S,&e)初始条件：栈S已存在。操作结果：若栈S不空，则以e返回栈顶元素。Push(&S,e)初始条件：栈 S 已存在。操作结果：插入元素 e 为新的栈顶元素。Pop(&S,&e)初始条件：栈 S 已存在且非空。操作结果：删除 S 的栈顶元素，并用 e 返回其值。ADT Stack2. 本程序包括三个模块（1）主程序模块：Void main( )初始化；函数； （2）栈模块实现栈抽象数据类型（3）运算模块实现运算并演示其过程模块各模块之间调用关系如下：主程序模块运算模块栈模块三、详细设计1、 元素类型、结点类型typedef structint *base;int *top;int stacksize;SqStack1;/操作数栈typedef structchar *base;char *top;int stacksize;SqStack2;/操作符栈2、 栈类型typedef structchar *base;char *top;int stacksize;Stack;/栈类型栈的基本操作设置如下：void InitStack(Stack &S)/初始化，设S为空栈（S.top=NULL）Status GetTop(Stack S,ElemType e)/若栈S不空，则以e带回栈顶元素并返回TRUE，否则返回FALSEStatus Push(Stack&S,ElemType e)/若分配空间成功，则在S的栈顶插入新的栈顶元素e，并返回TRUE，/否则返回FALSE其中部分操作的算法：Status Push(Stack &S,ElemType e)/若分配空间成功，则在S的栈顶插入新的栈顶元素e，并返回TRUE；/否则栈不变，并返回FALSEif(MakeNode(p,e) P.next=S.top;S.top=p; S.size+; Return TRUE; else return FALSE;Status Pop(Stack &S,ElemType &e)/若栈不空，则删除S的栈顶元素并以e带回其值，且返回TRUE，/否则返回FALSE，且e无意义if(StackEmpty(S) return FALSE;elsep=S.top;S.top=S.top-next;e=p-:data;S.size-;return TRUE;3、运算代码int Operate(int a,char theta,int b) /计算表达式值：主要是将大的表达式转化成小的表达式进行逐步求值 int c;if(theta=+) c=a+b;else if(theta=-) c=a-b;else if(theta=*) c=a*b;else c=a/b;return c;/Operateint result(SqStack1 *OPND,SqStack2 *OPTR) /求值char a=0;char theta;int b,c,number=0;IntInitStack(OPND);CharInitStack(OPTR);CharPush(OPTR,#);a=getchar();while(a!=# | CharGetTop(OPTR)!=#) printf(输入字符：%c ,a);if(!In(a)/不是运算符则进栈number=0;while(!In(a)number = number*10 +(a-48);/处理多位整数z=10*x+ya = getchar();IntPush(OPND,number); printf(主要操作：Push(OPND,%d) ,number);else switch(Precede(a,CharGetTop(OPTR)case :theta=CharPop(OPTR);c=IntPop(OPND);b=IntPop(OPND);IntPush(OPND,Operate(b,theta,c);printf(主要操作：Operate(%d,%c,%d) ,b,theta,c);break;printf(OPND栈：%d OPTR栈：%cn,IntGetTop(OPND),CharGetTop(OPTR);printf(The result is %d.n,IntGetTop(OPND); /打印输出表达式值return OK;4.主函数和其他函数的代码void main() /主函数，使用自定义函数完成功能 SqStack1 s1,*OPND;SqStack2 s2,*OPTR;OPND=&s1;OPTR=&s2;printf(Please enter an expression with a end of #.n);printf(The Expression:);result(OPND,OPTR);char Precede(char a,char b)/运算优先级判断int i,j;char Table88= ,+,-,*,/,(,),#,+,-,*,/,(, ,#, ,=,; /优先级表格for(i=0;i8;i+)if(Table0i=a) /纵坐标寻找break;for(j=0;j8;j+) /横坐标寻找if(Tablej0=b)break;return Tableji;int In(char c) /判断c是否为操作符if ( c=( | c=+ | c=- | c = * | c=/ | c=) | c=# | c=)return 1;/如果是操作符返回1elsereturn 0;/不是，返回05函数的调用关系图反映了演示程序的层次结构： mainresultInitStackPushGetTopInPrecedePop四、调试分析算术表达式求值程序较为庞大，调试花费时间较多，主要是在for循环和while循环时容易出错，对于涉及的循环的操作开始和结束条件设置很关键。五、用户手册1. 本程序开发环境为VC 6.0，运行环境为dos操作系统，执行文件为：1.exe2. 运行该程序后,产生如下图所示的界面：3. 按照提示输入一组表达式。4. 输入完成后，按回车键。5. 屏幕上打印出对应于该表达式的后缀表达式。6. 打印表达式计算结果。六、测试结果1.2.34.七、附录源程序文件名清单：1.cpp /主程序1.exe /可执行文件stdio.h /程序中用到的头文件stdlib.h /程序中用到的头文件string.h /程序中用到的头文件math.h /程序中用到的头文件程序代码：#include #include #include#include#define STACK_INIT_SIZE 100#define STACKINCREMENT 10#define ERROR 0#define OK 1/*栈模块typedef struct SqStack1/运算数栈int *base;int *top;int stacksize;SqStack1; typedef struct SqStack2/运算符栈char *base;char *top;int stacksize;SqStack2; void IntInitStack(SqStack1 *S)S-base=(int *)malloc(STACK_INIT_SIZE*sizeof(int);if(!S-base) exit(ERROR);S-top=S-base;S-stacksize=STACK_INIT_SIZE;void CharInitStack(SqStack2 *S)S-base=(char *)malloc(STACK_INIT_SIZE*sizeof(char);if(!S-base) exit(ERROR);S-top=S-base;S-stacksize=STACK_INIT_SIZE;int IntGetTop(SqStack1 *S) /取栈顶元素 int e;if(*S).top=(*S).base) return 0;e=*(*S).top-1);return e;char CharGetTop(SqStack2 *S) /取栈顶元素 char e;if(*S).top=(*S).base) return 0;e=*(*S).top-1);return e;int IntPush(SqStack1 *S,int e)*(*S).top+=e;return OK;int CharPush(SqStack2 *S,char e)*(*S).top+=e;return OK;int IntPop(SqStack1 *S)int e;if(*S).top=(*S).base) return 0;e=*-(*S).top;return e;int CharPop(SqStack2 *S)char e;if(*S).top=(*S).base) return 0;e=*-(*S).top;return e;/*运算模块char Precede(char a,char b)/运算优先级判断int i,j;char Table88= ,+,-,*,/,(,),#,+,-,*,/,(, ,#, ,=,; /优先级表格for(i=0;i8;i+)if(Table0i=a) /纵坐标寻找break;for(j=0;j8;j+) /横坐标寻找if(Tablej0=b)break;return Tableji;int Operate(int a,char theta,int b) /计算表达式值：主要是将大的表达式转化成小的表达式进行逐步求值 int c;if(theta=+) c=a+b;else if(theta=-) c=a-b;else if(theta=*) c=a*b;else c=a/b;return c;/Operateint In(char c) /判断c是否为操作符if ( c=( | c=+ | c=- | c = * | c=/ | c=) | c=# | c=)return 1;/如果是操作符返回1elsereturn 0;/不是，返回0int result(SqStack1 *OPND,SqStack2 *OPTR) /求值char a=0;char theta;int b,c,number=0;IntInitStack(OPND);CharInitStack(OPTR);CharPush(OPTR,#);a=getchar();while(a!=# | CharGetTop(OPTR)!=#) printf(输入字符：%c ,a);if(!In(a)/不是运算符则进栈number=0;while(!In(a)number = number*10 +(a-48);/处理多位整数z=10*x+ya = getchar();IntPush(OPND,number); printf(主要操作：Push(OPND,%d) ,number);else switch(Precede(a,CharGetTop(OPTR)case :theta=CharPop(OPTR);c=IntPop(OPND);b=IntPop(OPND);IntPush(OPND,Operate(b,theta,c);printf(主要操作：Operate(%d,%c,%d) ,b,thet