【C语言】简易科学计算器源代码(链栈的应用)

用到的是算符优先法的思想，现摘自严蔚敏的数据结构（C语言版）的3.2.5章来详细说明算符优先法的思想：

（摘抄结束）我给出的计算器功能有：支持欧拉数e，支持圆周率pi，支持运算符=,-,*,/,求幂符号^，阶乘!，正弦sin，余弦cos，正切tan，以10为底的对数函数lg，以欧拉数为底的对数函数ln，优先级表为：（！表示不合法）#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<ctype.h>#include<string.h>#include<math.h>//引用请注明出处：://hi.baidu/liangxiaowen1989/blog/item/af972310f7119670ca80c413.html#defineMAX_TOKEN_LEN100//标记最大长度#defineEXPR_INCREMENT20//表达式长度的增量typedefstruct{ doubleopnd;//操作数 charoptr[11];//运算符 intflag;//若为1，则为单目运算符，2则是双目运算符}SElemType;//栈元素类型typedefstructSNode{//栈 SElemTypedate; structSNode*next;}SNode,*Stack;struct{//用来存储一个操作数或运算符 charstr[MAX_TOKEN_LEN]; inttype;//类型，若为0，则为操作数，若为1则为运算符}token;struct{//expression,用来存储表达式 char*str; intcur;//标记读取expr的当前位置}expr;StackOPND,OPTR;//操作数栈operand,运算符栈operatorintexpr_size;//表达式长度voidInitStack(Stack*S){//初始化栈 *S=(Stack)malloc(sizeof(SNode)); if(!(*S)){ printf("动态申请内存失败!\n"); exit(0); }//if (*S)->next=NULL;}//InitStackvoidDestroyStack(Stack*S){//销毁栈 SNode*p; while(p=*S){ *S=p->next; free(p); }//while}//DestroyStackvoidPush(StackS,SElemTypee){//入栈 SNode*p; p=(SNode*)malloc(sizeof(SNode)); if(!p){ printf("动态申请内存失败!\n");exit(0); }//if strcpy(p->date.optr,e.optr); p->date.opnd=e.opnd; p->date.flag=e.flag; p->next=S->next; S->next=p;}//PushvoidPop(StackS,SElemType*e){//出栈 SNode*p; p=S->next; if(!p){ printf("栈为空，不能出栈!\n"); exit(0); }//if S->next=p->next; strcpy(e->optr,p->date.optr); e->opnd=p->date.opnd; e->flag=p->date.flag; free(p);}//Popvoidget_expr(){//获取expr字符串 char*p; intsize; expr.cur=0; expr_size=100; expr.str=(char*)malloc(expr_size*sizeof(char)); if(!expr.str){ printf("内存分配失败!\n"); exit(0); }//if size=0; p=expr.str; while((*p=getchar())!='\n'){ if(*p!='.huisheliren'){ if((*p>='A')&&(*p<='Z')){ *p=*p+32;//将大写转换成小写 }//if p++; size++; if(size==expr_size-1){//此时expr.str已满，将其扩大 expr_size+=EXPR_INCREMENT; expr.str=(char*)realloc(expr.str,expr_size*sizeof(char)); if(!expr.str){ printf("内存分配失败!\n"); exit(0); }//if p=&expr.str[size];//realloc后需重新指定p }//if }//if }//while *p++='#'; *p='\0';}//get_exprintIsOpnd(charch){//判断ch是否是操作数的一部分 if((ch>='0')&&(ch<='9')||(ch=='.')){ return1; }//if if((ch=='-')||(ch=='+')){//如若+-前面是'#'或'(',则为正负号 if((expr.cur==0)||(expr.str[expr.cur-1]=='(')){ return1; }//if }//if return0;}//IsOpndvoidgettoken(){//获取一个标记 char*p=token.str; *p=expr.str[expr.cur]; if(IsOpnd(*p)){ while(IsOpnd(*++p=expr.str[++expr.cur]));//注意是分号结尾 *p='\0'; token.type=0;//将标记类型设定为操作数 return; }//if if((*p>='a')&&(*p<='z')){//接收sin,tan,ln之类的函数运算符或操作数 while((expr.str[expr.cur+1]>='a')&&(expr.str[expr.cur+1]<='z')){ *++p=expr.str[++expr.cur]; }//while }//if ++expr.cur; *++p='\0'; if(!strcmp(token.str,"e")){//e为欧拉数，既自然对数的底数 sprintf(token.str,"%.16g",exp(1));//springf是库函数，功能是将显示在屏幕上的内容储存在字符串中 token.type=0; return; }//if if(!strcmp(token.str,"pi")){//pi为圆周率 //sprintf(token.str,"%.16g",exp(1));//springf是库函数，功能是将显示在屏幕上的内容储存在字符串中 strcpy(token.str,"3.1415926535897932"); token.type=0; return; }//if token.type=1;//将标记类型设定为运算符}//gettokencharPrecede(SElemType*optr1,SElemType*optr2){//返回优先关系 char*str1,*str2; str1=optr1->optr; str2=optr2->optr; if(!strcmp(str1,"ln")||!strcmp(str1,"lg")||!strcmp(str1,"sin")||!strcmp(str1,"cos")||!strcmp(str1,"tan")){ optr1->flag=1;//这些均为单目运算符 return(!strcmp(str2,"(")||!strcmp(str2,"^")||!strcmp(str2,"!"))?'<':'>'; }//if if(!strcmp(str1,"!")){ optr1->flag=1; return'>'; }//if optr1->flag=2; switch(str1[0]){ case'+':case'-':return(!strcmp(str2,"+")||!strcmp(str2,"-")||!strcmp(str2,")")||!strcmp(str2,"#"))?'>':'<'; case'*':case'/':return(!strcmp(str2,"+")||!strcmp(str2,"-")||!strcmp(str2,"*")|| !strcmp(str2,"/")||!strcmp(str2,")")||!strcmp(str2,"#"))?'>':'<'; case'(':return!strcmp(str2,")")?'=':'<'; case')':return'>'; case'^':return(!strcmp(str2,"(")||!strcmp(str2,"!")||!strcmp(str2,"^"))?'<':'>'; case'#':return!strcmp(str2,"#")?'=':'<'; }//switch}//Precedelongfactorial(longn){//阶乘 return(n<=1)?1:n*factorial(n-1);}//factorialSElemTypeOperate(SElemTypeopnd1,SElemTypeoptr,SElemTypeopnd2){//计算 SElemTypetemp; if(optr.flag==1){ if(!strcmp(optr.optr,"!"))temp.opnd=factorial((long)opnd2.opnd); elseif(!strcmp(optr.optr,"lg"))temp.opnd=log10(opnd2.opnd); elseif(!strcmp(optr.optr,"ln"))temp.opnd=log(opnd2.opnd); elseif(!strcmp(optr.optr,"sin"))temp.opnd=sin(opnd2.opnd); elseif(!strcmp(optr.optr,"cos"))temp.opnd=cos(opnd2.opnd); elseif(!strcmp(optr.optr,"tan"))temp.opnd=tan(opnd2.opnd); returntemp; }//if switch(optr.optr[0]){ case'+':temp.opnd=opnd1.opnd+opnd2.opnd;break; case'-':temp.opnd=opnd1.opnd-opnd2.opnd;break; case'*':temp.opnd=opnd1.opnd*opnd2.opnd;break; case'/':temp.opnd=opnd1.opnd/opnd2.opnd;break; case'^':temp.opnd=pow(opnd1.opnd,opnd2.opnd); }//switch returntemp;}//Operateintmain(){ SElemTypeoptr,opnd1,opnd2; printf("\n欢迎使用简易科学计算器!\n"); printf("欧拉数为e,圆周率为pi,退出则输入quit!\n"); printf("优先级:括号高于'!'高于'^'高于lg,ln,sin,cos,tan高于*，/高于+,-\n"); printf("请输入计算表达式:\n\n"); while(1){ get_expr(); if(!strcmp(expr.str,"quit#")){ return0; }//if InitStack(&OPTR); InitStack(&OPND); strcpy(optr.optr,"#"); Push(OPTR,optr); gettoken();//从expr.str中获取一个标记(操作数或运算符) while(strcmp(token.str,"#")||strcmp(OPTR->next->date.optr,"#")){ if(token.type){//说明token存储的是运算符 strcpy(optr.optr,token.str); switch(Precede(&(OPTR->next->date),&optr)){ case'<'://栈顶元素优先权低 strcpy(optr.optr,token.str); Push(OPTR,optr); gettoken(); break; case'='://脱括号并接收下一字符 Pop(OPTR,&optr); gettoken(); break; case'>'://退栈并将运算结果入栈 Pop(OPTR,&optr); Pop(OPND,&opnd2); if(optr.flag==2){//是双目运算符才需另一个操作符 Pop(OPND,&opnd1); }//if Push(OPND,Operate(opnd1,optr,opnd2)