數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)報(bào)告_表達(dá)式求值

1、-. z.*大學(xué)數(shù)據(jù)構(gòu)造課程設(shè)計(jì)報(bào)告班級(jí)：*：指導(dǎo)教師：目 錄一算術(shù)表達(dá)式求值需求分析程序的主要功能程序運(yùn)行平臺(tái)數(shù)據(jù)構(gòu)造算法及時(shí)間復(fù)雜度測試用例程序源代碼二 感想體會(huì)與總結(jié)算術(shù)表達(dá)式求值一、需求分析一個(gè)算術(shù)表達(dá)式是由操作數(shù)(operand)、運(yùn)算符(operator)和界限符(delimiter)組成的。假設(shè)操作數(shù)是正整數(shù)，運(yùn)算符只含加減乘除等四種運(yùn)算符，界限符有左右括號(hào)和表達(dá)式起始、完畢符#，如：#7+15*23-28/4#。引入表達(dá)式起始、完畢符是為了方便。編程利用算符優(yōu)先法求算術(shù)表達(dá)式的值。二、程序的主要功能1 從鍵盤讀入一個(gè)合法的算術(shù)表達(dá)式，輸出正確的結(jié)果。2 顯示輸入序列和棧的變化過

2、程。三、程序運(yùn)行平臺(tái)Visual C+ 6.0版本四、數(shù)據(jù)構(gòu)造本程序的數(shù)據(jù)構(gòu)造為棧。1運(yùn)算符棧局部：struct SqStack /定義棧 char *base; /棧底指針 char *top; /棧頂指針 int stacksize; /棧的長度;int InitStack (SqStack &s) /建立一個(gè)空棧S if (!(s.base = (char *)malloc(50 * sizeof(char) e*it(0); s.top=s.base; s.stacksize=50; return OK; char GetTop(SqStack s,char &e) /運(yùn)算符取棧頂元素

3、 if (s.top=s.base) /棧為空的時(shí)候返回ERROR printf(運(yùn)算符棧為空!n); return ERROR; else e=*(s.top-1); /棧不為空的時(shí)候用e做返回值，返回S的棧頂元素，并返回OK return OK; int Push(SqStack &s,char e) /運(yùn)算符入棧 if (s.top-s.base = s.stacksize) printf(運(yùn)算符棧滿!n); s.base=(char*)realloc (s.base,(s.stacksize+5)*sizeof(char) ); /棧滿的時(shí)候，追加5個(gè)存儲(chǔ)空間 if(!s.base)

4、e*it (OVERFLOW);s.top=s.base+s.stacksize; s.stacksize+=5;*(s.top)+=e; /把e入棧return OK; int Pop(SqStack &s,char &e) /運(yùn)算符出棧if (s.top=s.base) /棧為空棧的時(shí)候，返回ERROR printf(運(yùn)算符棧為空!n); return ERROR; elsee=*-s.top; /棧不為空的時(shí)候用e做返回值，刪除S的棧頂元素，并返回OKreturn OK; int StackTraverse(SqStack &s) /運(yùn)算符棧的遍歷 char *t;t=s.base ;i

5、f (s.top=s.base) printf(運(yùn)算符棧為空!n); /棧為空棧的時(shí)候返回ERROR return ERROR;while(t!=s.top) printf( %c,*t); /棧不為空的時(shí)候依次取出棧內(nèi)元素 t+; return ERROR;數(shù)字棧局部： struct SqStackn /定義數(shù)棧 int *base; /棧底指針 int *top; /棧頂指針 int stacksize; /棧的長度;int InitStackn (SqStackn &s) /建立一個(gè)空棧S s.base=(int*)malloc(50*sizeof(int); if(!s.base)e*

6、it(OVERFLOW); /存儲(chǔ)分配失敗 s.top=s.base; s.stacksize=50; return OK; int GetTopn(SqStackn s,int &e) /數(shù)棧取棧頂元素 if (s.top=s.base) printf(運(yùn)算數(shù)棧為空!n); /棧為空的時(shí)候返回ERROR return ERROR; else e=*(s.top-1); /棧不為空的時(shí)候，用e作返回值，返回S的棧頂元素，并返回OK return OK; int Pushn(SqStackn &s,int e) /數(shù)棧入棧 if (s.top-s.base =s.stacksize)printf

7、(運(yùn)算數(shù)棧滿!n); /棧滿的時(shí)候，追加5個(gè)存儲(chǔ)空間 s.base=(int*)realloc (s.base,(s.stacksize+5)*sizeof(int) ); if(!s.base) e*it (OVERFLOW);s.top=s.base+s.stacksize; /插入元素e為新的棧頂元素 s.stacksize+=5;*(s.top)+=e; /棧頂指針變化return OK; int Popn(SqStackn &s,int &e) /數(shù)棧出棧if (s.top=s.base) printf( 運(yùn)算符棧為空!n); /棧為空棧的視時(shí)候，返回ERROR return ERR

8、OR; elsee=*-s.top; /棧不空的時(shí)候，則刪除S的棧頂元素，用e返回其值，并返回OKreturn OK; int StackTraversen(SqStackn &s) /數(shù)棧遍歷 int *t;t=s.base ;if (s.top=s.base) printf( 運(yùn)算數(shù)棧為空!n); /棧為空棧的時(shí)候返回ERROR return ERROR;while(t!=s.top)printf( %d,*t); /棧不為空的時(shí)候依次輸出 t+; return ERROR;五、算法及時(shí)間復(fù)雜度1、算法：建立兩個(gè)不同類型的空棧，先把一個(gè)# 壓入運(yùn)算符棧。輸入一個(gè)算術(shù)表達(dá)式的字符串以#完畢，

9、從第一個(gè)字符依次向后讀，把讀取的數(shù)字放入數(shù)字棧，運(yùn)算符放入運(yùn)算符棧。判斷新讀取的運(yùn)算符和運(yùn)算符棧頂?shù)眠\(yùn)算符號(hào)的優(yōu)先級(jí)，以便確定是運(yùn)算還是把運(yùn)算符壓入運(yùn)算符棧。最后兩個(gè)#遇到一起則運(yùn)算完畢。數(shù)字棧頂?shù)臄?shù)字就是要求的結(jié)果。2、時(shí)間復(fù)雜度：O(n)數(shù)據(jù)壓縮存儲(chǔ)棧，其操作主要有：建立棧int Push(SeqStack *S, char *)入棧int Pop(SeqStack *S, char *)出棧。以上各操作運(yùn)算的平均時(shí)間復(fù)雜度為O(n)，其主要時(shí)間是消耗在輸入操作。測試用例如下圖。最終結(jié)果如下圖：源代碼/*第七題 算術(shù)表達(dá)式求值問題描述一個(gè)算術(shù)表達(dá)式是由操作數(shù)(operand)、運(yùn)算符(op

10、erator)和界限符(delimiter)組成的。假設(shè)操作數(shù)是正整數(shù)，運(yùn)算符只含加減乘除等四種運(yùn)算符，界限符有左右括號(hào)和表達(dá)式起始、完畢符#，如：#7+15*23-28/4#。引入表達(dá)式起始、完畢符是為了方便。編程利用算符優(yōu)先法求算術(shù)表達(dá)式的值。根本要求1 從鍵盤讀入一個(gè)合法的算術(shù)表達(dá)式，輸出正確的結(jié)果。2 顯示輸入序列和棧的變化過程。*/#include #include #include #include #include #include #define OK 1#define ERROR 0#define STACK_INIT_SIZE 100 /#define STACKINCRE

11、MENT 10/=/ 以下定義兩種棧，分別存放運(yùn)算符和數(shù)字/=/*運(yùn)算符棧局部*struct SqStack /定義棧 char *base; /棧底指針 char *top; /棧頂指針 int stacksize; /棧的長度;int InitStack (SqStack &s) /建立一個(gè)空棧S if (!(s.base = (char *)malloc(50 * sizeof(char) e*it(0); s.top=s.base; s.stacksize=50; return OK; char GetTop(SqStack s,char &e) /運(yùn)算符取棧頂元素 if (s.top

12、=s.base) /棧為空的時(shí)候返回ERROR printf(運(yùn)算符棧為空!n); return ERROR; else e=*(s.top-1); /棧不為空的時(shí)候用e做返回值，返回S的棧頂元素，并返回OK return OK; int Push(SqStack &s,char e) /運(yùn)算符入棧 if (s.top-s.base = s.stacksize) printf(運(yùn)算符棧滿!n); s.base=(char*)realloc (s.base,(s.stacksize+5)*sizeof(char) ); /棧滿的時(shí)候，追加5個(gè)存儲(chǔ)空間 if(!s.base) e*it (OVER

13、FLOW);s.top=s.base+s.stacksize; s.stacksize+=5;*(s.top)+=e; /把e入棧return OK; int Pop(SqStack &s,char &e) /運(yùn)算符出棧if (s.top=s.base) /棧為空棧的時(shí)候，返回ERROR printf(運(yùn)算符棧為空!n); return ERROR; elsee=*-s.top; /棧不為空的時(shí)候用e做返回值，刪除S的棧頂元素，并返回OKreturn OK; int StackTraverse(SqStack &s) /運(yùn)算符棧的遍歷 char *t;t=s.base ;if (s.top=s

14、.base) printf(運(yùn)算符棧為空!n); /棧為空棧的時(shí)候返回ERROR return ERROR;while(t!=s.top) printf( %c,*t); /棧不為空的時(shí)候依次取出棧內(nèi)元素 t+; return ERROR;/*數(shù)字棧局部* struct SqStackn /定義數(shù)棧 int *base; /棧底指針 int *top; /棧頂指針 int stacksize; /棧的長度;int InitStackn (SqStackn &s) /建立一個(gè)空棧S s.base=(int*)malloc(50*sizeof(int); if(!s.base)e*it(OVERF

15、LOW); /存儲(chǔ)分配失敗 s.top=s.base; s.stacksize=50; return OK; int GetTopn(SqStackn s,int &e) /數(shù)棧取棧頂元素 if (s.top=s.base) printf(運(yùn)算數(shù)棧為空!n); /棧為空的時(shí)候返回ERROR return ERROR; else e=*(s.top-1); /棧不為空的時(shí)候，用e作返回值，返回S的棧頂元素，并返回OK return OK; int Pushn(SqStackn &s,int e) /數(shù)棧入棧 if (s.top-s.base =s.stacksize)printf(運(yùn)算數(shù)棧滿!n

16、); /棧滿的時(shí)候，追加5個(gè)存儲(chǔ)空間 s.base=(int*)realloc (s.base,(s.stacksize+5)*sizeof(int) ); if(!s.base) e*it (OVERFLOW);s.top=s.base+s.stacksize; /插入元素e為新的棧頂元素 s.stacksize+=5;*(s.top)+=e; /棧頂指針變化return OK; int Popn(SqStackn &s,int &e) /數(shù)棧出棧if (s.top=s.base) printf( 運(yùn)算符棧為空!n); /棧為空棧的視時(shí)候，返回ERROR return ERROR; else

17、e=*-s.top; /棧不空的時(shí)候，則刪除S的棧頂元素，用e返回其值，并返回OKreturn OK; int StackTraversen(SqStackn &s) /數(shù)棧遍歷 int *t;t=s.base ;if (s.top=s.base) printf( 運(yùn)算數(shù)棧為空!n); /棧為空棧的時(shí)候返回ERROR return ERROR;while(t!=s.top) printf( %d,*t); /棧不為空的時(shí)候依次輸出 t+; return ERROR;/=/ 以下定義函數(shù)/=int Isoperator(char ch) /判斷是否為運(yùn)算符，分別將運(yùn)算符和數(shù)字進(jìn)入不同的棧swit

18、ch (ch)case +:case -:case *:case /:case (:case ):case #:return 1;default:return 0;int Operate(int a, char op, int b) /運(yùn)算操作int result;switch(op)case +:result=a+b;break;case -:result=a-b;break;case *:result=a*b;break;case /:result=a/b;break;return result;char Precede(char ch1, char ch2) /運(yùn)算符優(yōu)先級(jí)的比擬 cha

19、r p; switch(ch1) case +: case -: if (ch2=+|ch2=-|ch2=)|ch2=#) p = ; /ch1運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)小于ch2運(yùn)算符 else p = ; break; case *: case /: if (ch2 = () p = ; break; case (: if (ch2 = )p = =; else if (ch2 = #) printf( 表達(dá)式錯(cuò)誤!運(yùn)算符不匹配!n) ;e*it(0); elsep = ; break ; case #: if (ch2 = ) printf( 表達(dá)式錯(cuò)誤!運(yùn)算符不匹配!n) ; e*it(0); e

20、lse if (ch2 = #)p = =; elsep=; break; return p; /=/ 以下是求值過程/=int EvaluateE*pression() /參考書p53算法3.4 int a, b, temp, answer; char ch,op,e; char *str; int j = 0; SqStackn OPND; /OPND為運(yùn)算數(shù)字棧 SqStack OPTR; /OPTR為運(yùn)算符棧 InitStack(OPTR); Push(OPTR,#); /,所以此棧底是#，因?yàn)檫\(yùn)算符棧以#作為完畢標(biāo)志 InitStackn(OPND); / printf(nn按任意鍵

21、開場求解:nn); / ch=getch(); printf(n請(qǐng)輸入表達(dá)式并以#完畢:n); str =(char*)malloc(50*sizeof(char); gets(str); ch=strj; /ch是字符型的，而e是整型的整數(shù) j+; GetTop(OPTR,e); /e為棧頂元素返回值 while (ch!=# | e!=#) if (!Isoperator(ch) /遇到數(shù)字,轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制并計(jì)算 temp=ch-0; /將字符轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù) ch=strj; j+; while(!Isoperator(ch) temp=temp*10 + ch-0; /將逐個(gè)讀入運(yùn)算數(shù)的各

22、位轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制數(shù) ch=strj; j+; Pushn(OPND,temp); else if (Isoperator(ch) /判斷是否是運(yùn)算符,不是運(yùn)算符則進(jìn)棧 switch (Precede(e,ch) case : Pop(OPTR,op); /彈出最上面兩個(gè)，并運(yùn)算，把結(jié)果進(jìn)棧 Popn(OPND,b);Popn(OPND,a);Pushn(OPND,Operate(a,op,b);printf(nn 運(yùn)算符棧為：n);StackTraverse(OPTR);printf(n 數(shù)棧為：n);StackTraversen(OPND); else printf(您的輸入有問題，請(qǐng)檢查重新輸入!); e*it(0); GetTop(OPTR,e); /取出運(yùn)算符棧最上面元素是否是# /while GetTopn(OPND,answer); /已輸出。數(shù)字棧最上面即是最終結(jié)果 return answer;/=/ 執(zhí)行局部/=void ShowMenu()printf(nn);printf( 表達(dá)式求值