计算用字符串表示的整数四则运算的值 - 小比丘

昨天晚上写完《计算用字符串表示的个位数四则运算的值（栈）》，自己给自己留了个问题？即，怎样计算用字符串表示的整数四则运算的值。这里增加了两个难度，整数的位数不再是一位，而且表达式中可以含括号。下面给出代码：

View Code

  1 #include <iostream>
  2 using namespace std;
  3 
  4 const int MAX=100;
  5 
  6 typedef struct node * pointer;
  7 typedef struct node{
  8     bool isNumber;
  9     int value;
 10     pointer next;
 11 }Node,*list;
 12 
 13 inline bool isnum(char c)
 14 {
 15     return (c<='9' && c>='0');
 16 }
 17 inline int char2num(char c)
 18 {
 19     return (c-'0');
 20 }
 21 
 22 //验证字符串是否是有效的整数四则运算表达式
 23 bool valid(const char *str){
 24     int i, len=strlen(str);
 25     //逐个验证字符及其前后关系是否为有效
 26     if(!isnum(str[0]) && str[0]!='(' && str[0]!='-')
 27         return false;
 28     for(i=1;i<len;i++)    {
 29         if(isnum(str[i-1]) && str[i]=='(')
 30             return false;
 31         if(str[i-1]=='(' && (str[i]=='+' || str[i]=='*' || str[i]=='/' || str[i]==')'))
 32             return false;        
 33         if(str[i-1]==')' && (isnum(str[i]) || str[i]=='(' || str[i]==')'))
 34             return false;
 35         if((str[i-1]=='+' || str[i-1]=='-' || str[i-1]=='*' || str[i-1]=='/') && str[i]==')')
 36             return false;
 37     }
 38     if(!isnum(str[len-1]) && str[len-1]!=')')
 39         return false;
 40     //验证括号是否配对
 41     char stack[MAX];
 42     int top=-1;
 43     for(i=0;i<len;i++)    {
 44         if(str[i]=='(')
 45             stack[++top]='(';
 46         if(str[i]==')')
 47             if(top==-1)
 48                 return false;
 49             else
 50                 top--;
 51     }
 52     if(top!=-1)
 53         return false;
 54     return true;
 55 }
 56 
 57 //将字符串格式化为链表
 58 list format(const char *str)
 59 {
 60     pointer head=new Node;
 61     pointer rear=head;
 62     int len=strlen(str);
 63     for(int i=0;i<len;){
 64         pointer s=new Node;
 65         if(isnum(str[i])) {
 66             int j=1,sum=0,k;
 67             while(isnum(str[i+j])) j++;
 68             for(k=0;k<j;k++)
 69                 sum=sum*10+char2num(str[i+k]);
 70             s->isNumber=true;
 71             s->value=sum;
 72             i+=j;
 73         }
 74         else{
 75             s->isNumber=false;
 76             s->value=str[i];
 77             i++;
 78         }
 79         rear->next=s;
 80         rear=s;
 81     }
 82     rear->next=NULL;
 83     return head;
 84 }
 85 
 86 //计算first结点和end结点之间表达式的值
 87 //注意子表达式应该不含括号
 88 //这里first_pre指向first的前一个结点
 89 //end_next指向end的后一个结点
 90 //之所以这么定义，是为了调用函数和函数实现的方便
 91 int _eval(pointer first_pre, pointer end_next)
 92 {
 93     pointer first=first_pre->next;
 94     pointer stack[MAX];
 95     int top=-1;
 96     //如果首节点为负号
 97     if(!first->isNumber && first->value=='-')    {
 98         first=first->next;
 99         first->value=-first->value;
100     }
101     stack[++top]=first;
102     pointer p=first->next;
103     while(p!=end_next) {
104         if(p->value=='*')
105             stack[top]->value=stack[top]->value * p->next->value;
106         else if(p->value=='/')
107             stack[top]->value=stack[top]->value / p->next->value;
108         else  {
109                 stack[++top]=p;
110                 stack[++top]=p->next;
111         }
112         p=p->next->next;
113     } 
114     int result=stack[0]->value;
115     for(int i=1;i<top;i+=2)
116         if(stack[i]->value=='+')
117             result+=stack[i+1]->value;
118         else if(stack[i]->value=='-')
119             result-=stack[i+1]->value;
120     return result;
121 }
122 
123 //计算整个表达式的值
124 int eval(const char *str)
125 {
126     if(!valid(str)){
127         cout<<"Your arithmetic expression is't valid."<<endl;
128         exit(0);
129     }
130     list head=format(str);
131     pointer stack[MAX]; //栈，用于保存指向左括号结点的指针
132     int top;
133     top=-1;
134     pointer p=head;
135     //计算所有括号对之间的子表达式的值
136     while((p=p->next)!=NULL){
137         if(!p->isNumber && p->value=='(')
138                 stack[++top]=p;
139         if(p->value==')'){
140             pointer left_bracket=stack[top--];//指向左括号结点的指针
141             //计算一对括号之间表达式（记作一个子表达式）的值
142             int temp=_eval(left_bracket,p);
143             //将该子表达式捏做一个结点
144             left_bracket->isNumber=true;
145             left_bracket->value=temp;
146             left_bracket->next=p->next;
147         }
148     }
149     //计算整个表达式的值，注意此时表达式已不含括号
150     return _eval(head,NULL);
151 }
152 
153 int main()
154 {
155     char *str = "-(128*215-918)/((21+47)*53/272-99)/35+(78-0)*0";
156     int result=-(128*215-918)/((21+47)*53/272-99)/35+(78-0)*0;
157     cout<<result<<" "<<eval(str)<<endl;
158 
159     system("pause");
160     return 0;
161 }

运行结果就不贴了，感兴趣的朋友，可以自己试试。

不足之处，欢迎交流。

posted on 2012-11-14 00:30 小比丘阅读(717) 评论(0) 收藏举报

刷新页面返回顶部