C++實現(xiàn)四則運算器(無括號)
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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