程序師世界是廣大編程愛好者互助、分享、學習的平台,程序師世界有你更精彩!
首頁
編程語言
C語言|JAVA編程
Python編程
網頁編程
ASP編程|PHP編程
JSP編程
數據庫知識
MYSQL數據庫|SqlServer數據庫
Oracle數據庫|DB2數據庫
 程式師世界 >> 編程語言 >> C語言 >> 關於C語言 >> 數據結構之---C語言實現棧的表達式求值(表達式樹)

數據結構之---C語言實現棧的表達式求值(表達式樹)

編輯:關於C語言

數據結構之---C語言實現棧的表達式求值(表達式樹)


利用棧實現表達式樹這裡我一共有兩種思路:

part one:

 

首先判斷輸入表達式的每個字符,如果遇到運算符,不壓棧,

接著彈出兩個棧頂的元素,進行元素,接著把結果壓棧。

代碼:

 

 

//棧實現表達式
//思路:此程序的思路是,讀取輸入的字符串,然後判斷每個字符,
//當遇到的是運算符,這時運算符不如棧,接著把棧頂的兩個元素
//出棧,然後運算,然後再將得的結果壓棧
//楊鑫
#include 
#include 

typedef int SElemType;				// 棧的元素類型

#define STACK_INIT_SIZE 10			// 存儲空間初始分配量 
#define STACKINCREMENT 2			// 存儲空間分配增量 

/*
 *順序棧的結構體
 * */
typedef struct SqStack
{
	SElemType *base;				// 在棧構造之前和銷毀之後,base的值為NULL 
	SElemType *top;					// 棧頂指針 
	int stacksize;					// 當前已分配的存儲空間,以元素為單位 
}SqStack;



/*
 *構造一個棧
 * */
int InitStack(SqStack *S)
{
	// 為棧底分配一個指定大小的存儲空間
	(*S).base = (SElemType *)malloc(STACK_INIT_SIZE*sizeof(SElemType));
	if( !(*S).base )
		exit(0);		// 存儲分配失敗 
	(*S).top = (*S).base;	// 棧底與棧頂相同表示一個空棧
	(*S).stacksize = STACK_INIT_SIZE;
	return 1;
}

/*
 *獲取棧頂元素
 * */
int GetTop(SqStack S,SElemType *e)
{
	if(S.top > S.base)
	{
		*e = *(S.top-1);	// 棧頂指針的下一個位置為棧頂元素
		return 1;
	}
	else
		return 0;
}

/*
 *入棧(壓棧)
 * */
int Push(SqStack *S, SElemType e)
{
	if((*S).top - (*S).base >= (*S).stacksize)	// 棧滿,追加存儲空間 
	{
		(*S).base = (SElemType *)realloc((*S).base, 
			((*S).stacksize + STACKINCREMENT) * sizeof(SElemType));
		if( !(*S).base )
			exit(0); // 存儲分配失敗 
		(*S).top = (*S).base+(*S).stacksize;
		(*S).stacksize += STACKINCREMENT;
	}
	*((*S).top)++=e;
	// 這個等式的++ * 優先級相同,但是它們的運算方式,是自右向左
	return 1;
}


/*
 *出棧
 * */
int Pop(SqStack *S,SElemType *e)
{
	if((*S).top == (*S).base)
		return 0;
	*e = *--(*S).top;
	// 這個等式的++ * 優先級相同,但是它們的運算方式,是自右向左
	return 1;
}



/*
 *判斷優先級
 * */
SElemType Precede(SElemType t1,SElemType t2)
{
	SElemType f;
	switch(t2)
	{
	case '+':
	case '-':
		if(t1=='('||t1=='#')
			f='<';
		else
			f='>';
		break;
	case '*':
	case '/':
		if(t1=='*'||t1=='/'||t1==')')
			f='>';
		else
			f='<';
		break;
	case '(':
		if(t1==')')
		{
			printf(ERROR1
);
			exit(0);
		}
		else
			f='<';
		break;
	case ')':
		switch(t1)
		{
		case '(':
			f='=';
			break;
		case '#':
			printf(ERROR2
);
			exit(0);
		default:
			f='>';
		}
		break;
	case '#':
		switch(t1)
		{
		case '#':
			f='=';
			break;
		case '(':
			printf(ERROR3
);
			exit(0);
		default: 
			f='>';
		}
	}
	return f;
}



/*
 *搜索運算符
 * */
int In(SElemType c)
{
	switch(c)
	{
	case'+':
	case'-':
	case'*':
	case'/':
	case'(':
	case')':
	case'#':return 1;
	default:return 0;
	}
}

/*
 *運算
 * */
SElemType Operate(SElemType a,SElemType theta,SElemType b)
{
	SElemType c;
	a=a-48;												//ASCII值轉化為對應的十進制值
	b=b-48;												//ASCII值轉化為對應的十進制值
	
	switch(theta)
	{
	case'+':
		c=a+b+48;
		break;
	case'-':
		c=a-b+48;
		break;
	case'*':
		c=a*b+48;
		break;
	case'/':c=a/b+48;
	}
	return c;
}

/*
 *比較運算符優先級
 * */
SElemType EvaluateExpression()
{
	SqStack OPTR,OPND;
	SElemType a,b,c,x,theta;
	InitStack(&OPTR);
	Push(&OPTR,'#');
	InitStack(&OPND);
	c=getchar();
	GetTop(OPTR,&x);
	while(c!='#'||x!='#')
	{
		if(In(c)) // 是7種運算符之一 
		switch(Precede(x,c))
		{
         case'<':
			 Push(&OPTR,c); // 棧頂元素優先權低 
			 c=getchar();
			 break;
         case'=':
			 Pop(&OPTR,&x); // 脫括號並接收下一字符 
			 c=getchar();
			 break;
         case'>':
			 Pop(&OPTR,&theta); // 退棧並將運算結果入棧 
			 Pop(&OPND,&b);
			 Pop(&OPND,&a);
			 Push(&OPND,Operate(a,theta,b));
			 break;
		}
		else if(c>='0'&&c<='9') // c是操作數 
		{
			Push(&OPND,c);
			c=getchar();
		}
		else	// c是非法字符 
		{
			printf(非法字符!!
);
			exit(0); 
		}
		
		GetTop(OPTR,&x);
	}
	GetTop(OPND,&x);
	return x;
}

int main()
{
	printf(請輸入算術表達式,並以#結束
);
	printf(例如:3*(7-5)#
);
	printf(%c
,EvaluateExpression());
	return 0;
}

結果:

 

\

 

 

 

part two:

就是把所有輸入壓棧,分別有運算符棧和運算值棧,然後彈出一個運算符,

彈出兩個運算值,進行運算,結果再壓棧。

 

 

代碼:(C++版本)

 

//棧實現表達式求和
//利用棧實現表達式運算
//楊鑫
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
using namespace std;
#define true 1 
#define false 0 
#define OPSETSIZE 8 
typedef int Status; 

unsigned char Prior[8][8] =
{ // 運算符優先級表 
	// '+' '-' '*' '/' '(' ')' '#' '^' 
	/*'+'*/'>','>','<','<','<','>','>','<', 
	/*'-'*/'>','>','<','<','<','>','>','<', 
	/*'*'*/'>','>','>','>','<','>','>','<', 
	/*'/'*/'>','>','>','>','<','>','>','<', 
	/*'('*/'<','<','<','<','<','=',' ','<', 
	/*')'*/'>','>','>','>',' ','>','>','>', 
	/*'#'*/'<','<','<','<','<',' ','=','<', 
	/*'^'*/'>','>','>','>','<','>','>','>' 
}; 

typedef struct StackChar
{
	char c; 
	struct StackChar *next; 
}SC;       //StackChar類型的結點SC

typedef struct StackFloat
{
	float f; 
	struct StackFloat *next; 
}SF;       //StackFloat類型的結點SF

SC *Push(SC *s,char c)          //SC類型的指針Push,返回p
{
	SC *p=(SC*)malloc(sizeof(SC)); 
	p->c=c; 
	p->next=s; 
	return p; 
} 

SF *Push(SF *s,float f)        //SF類型的指針Push,返回p
{
	SF *p=(SF*)malloc(sizeof(SF)); 
	p->f=f; 
	p->next=s; 
	return p; 
} 

SC *Pop(SC *s)    //SC類型的指針Pop
{
	SC *q=s; 
	s=s->next; 
	free(q); 
	return s; 
} 

SF *Pop(SF *s)      //SF類型的指針Pop
{
	SF *q=s; 
	s=s->next; 
	free(q); 
	return s; 
} 

float Operate(float a,unsigned char theta, float b)      //計算函數Operate
{
	switch(theta)
	{
	case '+': return a+b; 
	case '-': return a-b; 
	case '*': return a*b; 
	case '/': return a/b; 
	case '^': return pow(a,b); 
	default : return 0; 
	} 
} 

char OPSET[OPSETSIZE]={'+','-','*','/','(',')','#','^'}; 

Status In(char Test,char *TestOp)
{
	int Find=false; 
	for (int i=0; i< OPSETSIZE; i++)
	{
		if(Test == TestOp[i])
			Find= true; 
	} 
	return Find; 
} 

Status ReturnOpOrd(char op,char *TestOp)
{ 
	for(int i=0; i< OPSETSIZE; i++)
	{
		if (op == TestOp[i])
			return i;
	}
}

char precede(char Aop, char Bop)
{ 
	return Prior[ReturnOpOrd(Aop,OPSET)][ReturnOpOrd(Bop,OPSET)]; 
} 

float EvaluateExpression(char* MyExpression)
{ 
	// 算術表達式求值的算符優先算法
	// 設OPTR和OPND分別為運算符棧和運算數棧,OP為運算符集合 
	SC *OPTR=NULL;       // 運算符棧,字符元素 
	SF *OPND=NULL;       // 運算數棧,實數元素 
	char TempData[20]; 
	float Data,a,b; 
	char theta,*c,Dr[]={'#',''}; 
	OPTR=Push(OPTR,'#'); 
	c=strcat(MyExpression,Dr); 
	strcpy(TempData,);//字符串拷貝函數 
	while (*c!= '#' || OPTR->c!='#')
	{ 
		if (!In(*c, OPSET))
		{ 
			Dr[0]=*c; 
			strcat(TempData,Dr);           //字符串連接函數 
			c++; 
			if (In(*c, OPSET))
			{ 
				Data=atof(TempData);       //字符串轉換函數(double) 
				OPND=Push(OPND, Data); 
				strcpy(TempData,); 
			} 
		} 
		else    // 不是運算符則進棧 
		{
			switch (precede(OPTR->c, *c))
			{
			case '<': // 棧頂元素優先級低 
				OPTR=Push(OPTR, *c); 
				c++; 
				break; 
			case '=': // 脫括號並接收下一字符 
				OPTR=Pop(OPTR); 
				c++; 
				break; 
			case '>': // 退棧並將運算結果入棧 
				theta=OPTR->c;OPTR=Pop(OPTR); 
				b=OPND->f;OPND=Pop(OPND); 
				a=OPND->f;OPND=Pop(OPND); 
				OPND=Push(OPND, Operate(a, theta, b)); 
				break; 
			} //switch
		} 
	} //while 
	return OPND->f; 
} //EvaluateExpression 

int main(void)
{ 
	char s[128];
	puts(請輸入表達式:); 
	gets(s);
	puts(該表達式的值為:); 
	printf(%s=%g
,s,EvaluateExpression(s));
	system(pause);
	return 0;
}


結果:

 

\

 

 

  1. 上一頁:
  2. 下一頁:
Copyright © 程式師世界 All Rights Reserved