北理工数据结构实验计算器

本科实验报告实验名称： 计算器 课程名称：数据结构实验时间：任课教师：实验地点：良乡机房实验教师：实验类型： 原理验证 综合设计 自主创新学生姓名：学号/班级：组 号：学 院：同组搭档：专 业：成 绩：一、 实验目的1、熟悉VC环境，学习使用C语言实现链表的存储结构。 2、通过编程、上机调试，进一步理解线性表、链表、栈的基本概念，并了解进栈，退栈和运用栈的思想解决问题的能力。3、锻炼动手编程，独立思考的能力。二、实验题目简易计算器（栈）（1）问题描述通过模拟一个简单的计算器来进行+、-、*、/、%、（乘方）等运算，从键盘上输入一算术表达式（一般为中缀表达式），计算出表达式的值。（2）基本要求编写程序，要求可对一实数算术表达式进行简单的数学运算。可以识别带加减乘除等运算符及括号的中缀表达式。a. 按照四则运算规则，求表达式的值。一般规则如下：1）先括号内，再括号外。2）先乘方，再乘除，后加减。b. 同级运算从左到右顺序执行。c如表达式有误，应给出相应的提示信息。（3）数据结构与算法分析解决表达式求值问题的方法之一是：第一步将中缀表达式转换为后缀表达式，第二步按后缀表达式求值。解题时可以结合字符串的相关知识。（4）测试 4.5+5+6.5*1.06=16.39三、实验基础知识 线性表、链表、栈的基本概念的熟练掌握并实际运用。并了解进栈，退栈和运用栈的思想解决问题的能力四、实验设计方法1、概要设计 InitStack(OPTR); Push(OPTR,#);initStack(OPND); c=getchar();while(c!=#|GetTop(OPTR)!=#)if(!In(c,OP)Push(OPND,c);c=getchar(); /不是运算符则进栈 else switch(Precede(GetTop(OPTR),c) case : /退栈并将运算结果入栈 Pop(OPTR，theta); Pop(OPND,b); Pop(OPND,a); Push(OPND, Operate(a,theta,b); break; /switch/return GetTop(OPND);4.详细设计：（1） 栈的建立#define STACK_INIT_SIZE100#defineSTACKINCREMENT10#defineTempLen20#define ERROR0#define OK1#define TRUE 1#define FALSE0#include#include#includetypedef intcount;typedef double opndElem;typedef char optrElem;typedef struct/运算符栈optrElem *base;optrElem *top;int stacksize;SqStack_OPTR;typedef struct/运算数栈opndElem *base;opndElem *top;int stacksize;SqStack_OPND;建立头文件，建立算数栈和算符栈，可以考虑使用算符优先算法来实现运算。（2） 主函数main()SqStack_OPTR A;SqStack_OPND B;InitStack_OPTR(A);InitStack_OPND(B);Push_OPTR(A,=);printf(* n);printf(n);printf( 简易计算器 n);printf(n);printf(*n);printf(nn请输入算式，以=结束：n);Output(A,B);if(error=0)printf(%lfn,B.base0);return OK;进行表达式的输入，输出菜单页面给予使用方法的提示，调用子函数并用判断变量error完成计算，输出结果。（3） 判断优先级子函数char Precede(optrElem a,optrElem b)/判断a和b优先级的高低，返回,=switch(a) case +: switch(b) case *: case /: case (: case : case %: return ; break; break; case -: switch(b) case *: case /: case (:case : case %: return ; break; break; case *: switch(b) case (: case : case %: return ; break; break; case /: switch(b) case (: case : case %: return ; break; break; case (: switch(b) case ): return =; break; default: return ; break; break; case =: switch(b) case =: return =; break; default: return ; break; break; case : switch(b) case (: return ; break;break;case %: switch(b) case (: case : return ; break;break; default: return ; break;调用switch语句进行运算优先级的判断，从而确定运算顺序。（4） 运算子函数double Operate(opndElem a,optrElem theta,opndElem b)/对操作数a，b进行theta运算 double rs_i; switch(theta) case +: rs_i=a+b; break; case -: rs_i=a-b; break; case *: rs_i=a*b; break; case /: if(b=0) printf(错误！除数为0！n); error=1; exit(0); rs_i=a/b; break; case :rs_i=pow(a,b);break;case %:if(a != (int)a|b!=(int)b)printf(错误！取余为整数！n);error=1;rs_i=(int)a%(int)b; break; default: printf(Is not a operator.n); break; return rs_i; 运用switch语句进行运算符的分类，case语句中包含运算符的运算规律，方便函数调用。(3)、模块调用关系： 由主函数模块调用创建模块，查找模块与计算模块。 由计算模块将结果输出。五、实验结果及数据分析1、4.5+5+6.5*1.06=16.39数据完全正确2、次方运算2.132=4.5369数据完全正确3、混合运算2+(2.5+2.32)*3-5=20.37结果完全正确六、总结 此次编程实验，让我了解到全面思考的重要性，再开始的程序设计中，我只考虑了加减乘除和括号这几种最简单的四则运算，但是没有考虑小数，平方等较为复杂的计算，在花费了大量时间将先前考虑的四则运算编写完成并调试通过后，发现计算器的应用范围非常小，不实用，于是重新大量改写代码，又花费了大量时间。倘若在刚开始就考虑到这些问题，就省去了后来改代码的这一步繁琐的操作，节省大量时间。以后要多加注意。七、附录 程序清单#define STACK_INIT_SIZE100#defineSTACKINCREMENT10#defineTempLen20#define ERROR0#define OK1#define TRUE 1#define FALSE0#include#include#includetypedef intcount;typedef double opndElem;typedef char optrElem;typedef struct/运算符栈optrElem *base;optrElem *top;int stacksize;SqStack_OPTR;typedef struct/运算数栈opndElem *base;opndElem *top;int stacksize;SqStack_OPND;int error=0;int InitStack_OPTR(SqStack_OPTR &S)/初始化运算符空栈S.base=(optrElem*)malloc(STACK_INIT_SIZE*sizeof(optrElem);if(!S.base) exit(-1);S.top=S.base;S.stacksize=STACK_INIT_SIZE;return OK;int InitStack_OPND(SqStack_OPND &S)/初始化运算数空栈S.base=(opndElem*)malloc(STACK_INIT_SIZE*sizeof(opndElem);if(!S.base) exit(-1);S.top=S.base;S.stacksize=STACK_INIT_SIZE;return OK;int Push_OPTR(SqStack_OPTR &S,optrElem e)/插入运算符元素e至运算符栈顶if(S.top-S.base=S.stacksize)S.base=(optrElem*)realloc(S.base,(S.stacksize+STACKINCREMENT)*sizeof(optrElem);if(!S.base) exit(-1);S.top=S.base+S.stacksize;S.stacksize+=STACKINCREMENT;*S.top+=e;return OK;int Push_OPND(SqStack_OPND &S,opndElem e)/插入运算数元素e至栈顶 if(S.top-S.base=S.stacksize)S.base=(opndElem*)realloc(S.base,(S.stacksize+STACKINCREMENT)*sizeof(opndElem);if(!S.base) exit(-1);S.top=S.base+S.stacksize;S.stacksize+=STACKINCREMENT;*S.top+=e;return OK;int Pop_OPTR(SqStack_OPTR &S,optrElem &e)/删除运算符栈顶元素，返回其值 if(S.top=S.base) return ERROR;e=*-S.top;return OK;int Pop_OPND(SqStack_OPND &S,opndElem &e)/删除运算数栈顶元素，返回其值 if(S.top=S.base) return ERROR;e=*-S.top;return OK;char GetTop_OPTR(SqStack_OPTR &S)/取栈运算符顶元素 if(S.top=S.base) return ERROR;return *(S.top-1);char GetTop_OPND(SqStack_OPND &S)/取栈运算数顶元素 if(S.top=S.base) return ERROR;return *(S.top-1);int Isoperator(optrElem e)/判断e是否是一个运算操作符 switch(e)case +: case -: case *: case /: case (: case ): case =:case :case %: return TRUE; break; default: return FALSE; break;char Precede(optrElem a,optrElem b)/判断a和b优先级的高低，返回,=switch(a) case +: switch(b) case *: case /: case (: case : case %: return ; break; break; case -: switch(b) case *: case /: case (:case : case %: return ; break; break; case *: switch(b) case (: case : case %: return ; break; break; case /: switch(b) case (: case : case %: return ; break; break; case (: switch(b) case ): return =; break; default: return ; break; break; case =: switch(b) case =: return =; break; default: return ; break; break; case : switch(b) case (: return ; break;break;case %: switch(b) case (: case : return ; break;break; default: return ; break;double Operate(opndElem a,optrElem theta,opndElem b)/对操作数a，b进行theta运算 double rs_i; switch(theta) case +: rs_i=a+b; break; case -: rs_i=a-b; break; case *: rs_i=a*b; break; case /: if(b=0) printf(错误！除数为0！n); error=1; exit(0); rs_i=a/b; break; case :rs_i=pow(a,b);break;case %:if(a != (int)a|b!=(int)b)printf(错误！取余为整数！n);error=1;rs_i=(int)a%(int)b; break; default: printf(Is not a operator.n); break; return rs_i; int