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C++實現(xiàn)四則運算器(無括號)

 更新時間:2020年11月25日 14:22:45   作者:shadowgully  
這篇文章主要為大家詳細(xì)介紹了C++實現(xiàn)四則運算器,無括號的計算器,文中示例代碼介紹的非常詳細(xì),具有一定的參考價值,感興趣的小伙伴們可以參考一下

本文實例為大家分享了C++實現(xiàn)無括號的四則運算器的具體代碼,供大家參考,具體內(nèi)容如下

完成度更高的帶括號版本可以看C++實現(xiàn)四則運算器(帶括號)
對于無括號的計算器,實現(xiàn)起來比較容易,下面讓我們一步步實現(xiàn)。

舉例

首先明確需要實現(xiàn)怎樣的程序,對于無括號的計算器,大概做成這樣就可以了:

52+34*3-4/2=

分析

對于例子中的表達式,由于乘除運算的優(yōu)先級高于加減運算,我們不能直接從左到右進行。但四則運算的規(guī)則是從左到右,先乘除后加減,對于優(yōu)先級相同的運算符還是可以從左到右運算的。

​ 因此我們可以每讀到一個運算符時,檢查前一個運算符的優(yōu)先級,如果前一個運算符的優(yōu)先級與當(dāng)前運算符相等或更高,那么我們便可以完成前一個運算符的計算;反之,則不進行運算。這樣一來就需要將之前的運算符以及運算符左右的數(shù)保存起來,由于我們每次都是取前一個運算符,符合后進先出的條件,故可以選擇棧來存儲數(shù)據(jù)和符號。最好將數(shù)據(jù)和符號分開存儲,這里為了簡便(整數(shù)棧即可存儲數(shù)字也可存儲字符),只實現(xiàn)整數(shù)的四則運算,若需要浮點數(shù)的運算,稍加修改即可。

首先,實現(xiàn)一個棧的類,或者直接使用STL

//Stack.h
#ifndef STACK_H
#define STACK_H
#include<iostream>
class stack_int
{
private:
 int* bottom;   //棧底
 int* top;    //棧頂
 unsigned int capacity;//棧容量
 unsigned int size; //棧大小
public:
 stack_int() :bottom(new int[11]), top(bottom), capacity(10), size(0) {};
 stack_int(unsigned int capacity) :bottom(new int[capacity+1]),top(bottom), capacity(capacity),size(0){};
 int operator[](unsigned int i) const
 {
 return *(bottom + i);
 }
 bool isEmpty()const { return bottom == top; }
 bool isFull()const { return size == capacity-1; }
 unsigned int getsize()const { return size; }
 unsigned int getcapacity()const { return capacity; }
 int gettop()const
 {
 if (!isEmpty())
 return *(top - 1);
 else
 return -1;
 }
 void settop(int i)
 {
 if (!isEmpty())
 {
 *(top - 1) = i;
 }
 }
 void push(int i)
 {
 if ((top - bottom)<capacity)
 {
 *top = i;
 top++;
 size++;
 }
 else
 {
 std::cout << "stack full!" << std::endl;
 stack_expansion();
 push(i);
 }
 }
 int pop(int &val)
 {//返回值為1則棧未空,返回值為0則棧已空無法出棧
 if (top > bottom)
 {
 top--;
 size--;
 val = *top;
 return 1;
 }
 else
 {
 std::cout << "stack empty!" << std::endl;
 return NULL;
 }
 }
private:
 void stack_expansion()
 {//棧擴容
 std::cout << "正在擴容中..." << std::endl;
 int newcapacity = 2 * capacity + 1;
 int* newbottom = new int[newcapacity + 1];
 int* newtop = newbottom;
 for (int i = 0; i < size; ++i)
 {
 *newtop = *bottom;
 newtop++;
 bottom++;
 }
 bottom = newbottom;
 top = newtop;
 capacity = newcapacity;
 }
};
#endif

然后在我們的主程序中利用棧來分析四則運算的規(guī)律(源代碼如下)

//Main.cpp
#include"stack.h"
#include<iostream>
using namespace std;
bool is_digit(char i)
{//是數(shù)字
 if (i == '1' || i == '2' || i == '3' || i == '4' || i == '5' || i == '6' || i == '7' || i == '8' || i == '9' || i == '0')
 return true;
 else return false;
}
bool is_operator(char i)
{//是運算符
 if (i == '+' || i == '-' || i == '*' || i == '/' ||i=='=')
 return true;
 else return false;
}
bool get_priority(char pre,char cur)
{//獲取兩個符號間的優(yōu)先級,pre為靠前的字符,cur為靠后的字符
 if ((pre == '+' || pre == '-') && (cur == '*' || cur == '/'))
 return false;
 else
 return true;
}
int do_operation(int lnum, char ope, int rnum)
{
 if (ope == '+')
 return lnum + rnum;
 if (ope == '-')
 return lnum - rnum;
 if (ope == '*')
 return lnum * rnum;
 if (ope == '/')
 return lnum / rnum;
}
/*
1+2*3=
1+5*4-345+36/6*4+145*4*5-52=
*/

int main()
{
 stack_int s;
 stack_int num_stack;//數(shù)據(jù)棧
 stack_int ope_stack;//符號棧
 char current_char;
 current_char = getchar();
 bool overflag = false;
 while (overflag!=true)
 {//未遇到=號時不斷進行四則運算
 if (is_digit(current_char))
 {//遇到數(shù)字符號則將完整的數(shù)解析出來并保存于棧中
 int num = 0;
 num = current_char - '0';//符號轉(zhuǎn)數(shù)字
 current_char = getchar();//獲取下一個字符
 while (is_digit(current_char))
 {
 num = num * 10+(current_char-'0');
 current_char = getchar();
 }
 num_stack.push(num);
 //cout <<"the number is " <<num << endl;
 }
 if (current_char == ' ')
 {//空格則繼續(xù)
 current_char = getchar();
 continue;
 }
 if (is_operator(current_char))
 {//遇到運算符則將運算符保存于運算符棧中
 int ope = '?';
 //如果當(dāng)前符號棧非空,則不斷根據(jù)優(yōu)先級決定是否進行一次運算
 while((!ope_stack.isEmpty())&&(get_priority((char)ope_stack.gettop(),current_char)))
 {//如果前一個運算符優(yōu)先級更高
 ope_stack.pop(ope);
 //cout << "找到了前一個運算符為: " << (char)ope << endl;
 int lnum, rnum;
 //符號棧非空時,數(shù)據(jù)棧應(yīng)該至少有兩個數(shù),否則出錯
 if (num_stack.isEmpty())
 {
  cout << "數(shù)據(jù)棧缺失兩個元素,解析失??!" << endl;
  overflag = true;
  break;
 }
 num_stack.pop(rnum);
 if (num_stack.isEmpty())
 {
  cout << "數(shù)據(jù)棧缺失一個元素,解析失??!" << endl;
  overflag = true;
  break;
 }
 num_stack.pop(lnum);
 lnum = do_operation(lnum, (char)ope, rnum);//進行運算
 num_stack.push(lnum); 
 }
 if (current_char == '=')
 {//如果解析到=號了,解析完成
 overflag = true;
 break;
 }
 ope_stack.push(current_char);
 current_char = getchar();
 }
 }
 for (int i = 0; i < num_stack.getsize(); ++i)
 cout << num_stack[i] << "\t";
 cout << endl;
 for (int i = 0; i < ope_stack.getsize(); ++i)
 cout << (char)ope_stack[i] << "\t";
 return 0;
}

這里需要注意一些問題,首先,由于整數(shù)可能是多位數(shù),因此在遇到一個數(shù)字符號時,我們可以通過循環(huán)將后面幾位全部找出,并將符號轉(zhuǎn)化為真正的數(shù)值。

第二個問題就是有時候會出現(xiàn)表達式解析到等號了,卻有很多數(shù)沒進行運算,解決這個問題的方法就是在

if (is_operator(current_char))

中使用while循環(huán),并將循環(huán)條件設(shè)置為棧非空且棧頂運算符優(yōu)先級高于當(dāng)前讀入的運算符(前提是=的優(yōu)先級小于任何運算符)

while((!ope_stack.isEmpty())&&(get_priority((char)ope_stack.gettop(),current_char)))

以上就是本文的全部內(nèi)容,希望對大家的學(xué)習(xí)有所幫助,也希望大家多多支持腳本之家。

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