表达式求值C++

#include<stdio.h>

#include<iostream.h>

#include <math.h>

#include<stdlib.h>

#define stack_init_size 100

#define stackincrement 10

#define maxlen 100

#define ok 1

#define error 0

#define overflow -2

typedef int status;

void main();

typedef struct {

    char *base,*top;

    int stacksize;

}sqstack1;//运算符栈的定义

typedef struct{

    float *base,*top;

    int stacksize;

}sqstack2;//运算数栈的定义

int isp(char a){//栈内优先数

    int e;

    if(a=='*'||a=='/') e=2;

    if(a=='+'||a=='-') e=1;

    if(a=='(') e=0;

    if(a=='#') e=-1;

    return e;

};

int icp(char a){//栈外优先数

    int e;

    if(a=='*'||a=='/')e=2;

    if(a=='+'||a=='-')e=1;

    if(a=='(')e=3;

    return e;

};

status initstack1(sqstack1 &s){//栈的初始化

    s.base=(char*)malloc(stack_init_size*sizeof(char));

    if(!s.base)exit(overflow);

    s.top=s.base;

    s.stacksize=stack_init_size; return ok;

};

status gettop1(sqstack1 s, char &e){//取栈顶元素

    if(s.top==s.base)return error;

    e=*(s.top-1); return ok;

};

status push1(sqstack1 &s,char e){//进栈

    if(s.top-s.base>=s.stacksize){

        s.base=(char*)realloc(s.base,(s.stacksize+stackincrement)*sizeof(char));

        if(!s.base)exit(overflow);

        s.top=s.base+s.stacksize;

        s.stacksize+=stackincrement;

    }

    *s.top++=e; return ok;

};

status pop1(sqstack1 &s,char &e){//出栈

    if(s.top==s.base)return error;

    e=*--s.top; return ok;

};

status  initstack2(sqstack2 &s){//栈的初始化

    s.base=(float*)malloc(stack_init_size*sizeof(float));

    if(!s.base)exit(overflow);

    s.top=s.base;

    s.stacksize=stack_init_size; return ok;

};

status gettop2(sqstack2 s, float &e){//取栈顶元素

    if(s.top==s.base)return error;

    e=*(s.top-1); return ok;

};

float push2(sqstack2 &s,float e){//进栈

    if(s.top-s.base>=s.stacksize){

        s.base=(float*)realloc(s.base,(s.stacksize+stackincrement)*sizeof(float));

        if(!s.base)exit(overflow);

        s.top=s.base+s.stacksize;

        s.stacksize+=stackincrement;

    }

    *s.top++=e; return ok;

};

float pop2(sqstack2 &s,float &e){//出栈

    if(s.top==s.base)return error;

    e=*--s.top; return ok;

};

status postfix(char la[],char lb[]){

    int i,j,k;

    char c,ea,eb,ec;

    sqstack1 optr;

    initstack1(optr);ec='#';

    push1(optr,ec);//optr栈的初始化，栈底为#

    i=0;j=0;

    c=la[0];

    while(c!='#'&& i<maxlen){//k指示是否是运算数

        if((c>='0'&&c<='9')||c=='.'){lb[i++]=c;k=0;}

        else{

            if(c==')'){//遇")"则一直退到"("

                lb[i++]=' '; gettop1(optr,ea);

                while(ea!='('){

                    pop1(optr,eb); lb[i++]=eb;lb[i++]=' ';k=1;

                    gettop1(optr,ea);

                }

                pop1(optr,eb);

            }//else if

            else{

                if(i>1&&k==0)lb[i++]=' ';

                gettop1(optr,ea);

                while(isp(ea)>=icp(c)){//比较优先级

                    pop1(optr,eb);gettop1(optr,ea);

                    lb[i++]=eb;lb[i++]=' ';k=1;

                }

                push1(optr,c);lb[i++]=' ';

            }

        }

            c=la[++j];

    }

    gettop1(optr,ea);

    while(ea!='#'){//退栈到栈底

        lb[i++]=' ';pop1(optr,eb);lb[i++]=eb; gettop1(optr,ea);

    }

   if(i==maxlen)return(overflow);

    else lb[i++]=' ';lb[i]='#';

    return ok;

}

 

 

float eval(char lb[])

{

    int i,j,k,n,flag;

    float m,e,ta,tb,d,t;float *p;

    char c;

    sqstack2 opnd;

    initstack2(opnd);//opnd栈的初始化

    i=j=n=0;flag=0;

    c=lb[0];

    while(c!='#')

    {

        if(c==' ')

        {

            if(j>=2)//把字符转化为实数

            { m=0;k=j;

               while(j>0)

                {

                    pop2(opnd,e);

                    m+=e*(float)pow(10,k-j);j--;

                }

               m=m/(float)pow(10,n);

                push2(opnd,m);

            }

            else j=0;

        n=0;flag=0;//flag指示小数点的起始，n指示小数点后的位数

        }

        else{

            if((c>='0'&&c<='9')||c=='.'){ if(c=='.')flag=1;

            else { if(flag==1)n++;

                d=(float)(c-'0');push2(opnd,d);j++;}

            }

            else {//遇运算符则取数进行运算

            pop2(opnd,ta);pop2(opnd,tb);

            if(c=='*')t=ta*tb;

            if(c=='/'){if(ta==0)return error;else t=tb/ta;}

            if(c=='+')t=ta+tb;

            if(c=='-')t=tb-ta;

            push2(opnd,t);

            }

        } p=opnd.base;while(p<opnd.top)printf("%f",*p++);printf("/n");

      c=lb[++i];

    }

        gettop2(opnd,e);

        return e;

};

 

void main(){

int i,j;

float m;

char la[maxlen],lb[maxlen],c;

printf("%s","请输入实数求值表达式，只包含加减乘除运算( 以#为结束标志)：/n");

for(i=0;;i++){ scanf("%c",&la[i]);

              if(i==maxlen){ printf("表达式太长/n"); exit(overflow);}

              if(la[i]=='#')break;

}

printf("你输入的表达式是：");

j=0;while(j<=i)printf("%c",la[j++]);printf("/n");postfix(la,lb);

c=lb[0];i=0;//打印后缀表达式

printf("转化成的后缀表达式是：");

while(c!='#'){printf("%c",lb[i++]);c=lb[i];}

printf("%c/n",lb[i]);

printf("运算数栈的变化过程：");

m=eval(lb); 

printf("运算结果是：%f/n",m); 

};