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C語言實現(xiàn)數(shù)學(xué)表達(dá)式運算

 更新時間:2021年11月26日 17:36:48   作者:_牛仔很忙  
這篇文章主要為大家詳細(xì)介紹了c語言實現(xiàn)數(shù)學(xué)表達(dá)式運算,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語言實現(xiàn)數(shù)學(xué)表達(dá)式運算的具體代碼,供大家參考,具體內(nèi)容如下

1、開發(fā)思路: (假設(shè)有表達(dá)式 2 * 3 * ( 1 + 2) )

數(shù)字要一個一個取出放在內(nèi)存中,根據(jù)相鄰前后2個計算符號,判斷是否要取出數(shù)字進(jìn)行計算,2個數(shù)字的計算值重新放在內(nèi)存中且順序放置??紤]使用棧這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)去保存數(shù)字和符號,用2個棧,1個棧保存數(shù)字,一個棧保存運算符號。

2、因要使用棧這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),本代碼使用純C語言開發(fā),故先編寫棧的代碼,參考:
c語言實現(xiàn)通用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(三):通用椎棧

3、重要處理邏輯

(1)如何判斷前后2個運算符的優(yōu)先級關(guān)系

(2)如何字符轉(zhuǎn)換為數(shù)字

因鍵盤輸入的內(nèi)容為字符類型,需要判斷輸入的字符類型且進(jìn)行必要轉(zhuǎn)換
ASCII碼表,表頭依次為:二進(jìn)制 十進(jìn)制 十六進(jìn)制 字符

(3)如何判斷表達(dá)式處理完畢

默認(rèn)先預(yù)置一個符號#,輸入內(nèi)容2 * 3 * ( 1 + 2)# ,當(dāng)符號棧內(nèi)為#,且當(dāng)前處理的字符為#。則表達(dá)式處理完畢。

4、代碼實現(xiàn)

#define _CRT_SECURE_NO_DEPRECATE

#define _CRT_SECURE_CPP_OVERLOAD_STANDARD_NAMES 1

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include "myStack.h"

// 判斷是否操作符
int ifOp(char c) {
    switch (c) {
    case '+':
        return 1;
    case '-':
        return 1;
    case '*':
        return 1;
    case '/':
        return 1;
    case '(':
        return 1;
    case ')':
        return 1;
    case '#':
        return 1;
    default:
        break;
    }
    return 0;
}

int findOffset(char * str,char c,int len) {
    for (int i = 0; i < len;i++) {
        if (str[i] == c) {
            return i;
        }
    }
    return -1;
}

//判斷任意相繼出現(xiàn)的2個運算符的優(yōu)先級
char yxji(char op1,char op2) {
    char ops[] = "+-*/()#";
    char oplist[7][7] = { 
        ">><<<>>",
        ">><<<>>",
        ">>>><>>",
        ">>>><>>" ,
        "<<<<<=&",
        ">>>>&>>",
        "<<<<<&="};
    int len = sizeof(ops) / sizeof(char);
    return oplist[findOffset(ops,op1, len)][findOffset(ops, op2, len)];
}

//基礎(chǔ)運算 a-第1個數(shù)  b-第2個數(shù)
void baseOp(char op,int a,int b,int * value) {
    printf("baseOp %d %c %d",a,op,b);
    //int value = 0;
    //int* p = &value;
    switch (op) {
    case '+':
        *value = a + b;
        break;
    case '-':
        *value = a-b;
        break;
    case '*':
        *value = a*b;
        break;
    case '/':
        *value = a/b;
        break;
    default:
        printf("運算符不合法");
        exit(1);
    }
}

//轉(zhuǎn)換字符為數(shù)字
void transValue(char  c,int * v) {
    if (c > 47 && c < 58) {
        *v =  (c - 48);
    }
}

void printstack(MyStack * stack1,MyStack * stack2) {
    int len1 = myListGetSize(stack1);
    int len2 = myListGetSize(stack2);
    printf("stack1值:");
    for (int i = 0; i < len1;i++) {
        char* m = (char*)myListGetDataAt(stack1,i );
        printf("%c ", *m);
    }
    printf("\nstack2值:");
    for (int i = 0; i < len2; i++) {
        int* m = (int*)myListGetDataAt(stack2, i);
        printf("%d(%p) ", *m,m);
    }
    printf("\n");
}

// 計算,該方法只能對數(shù)字 0-9 運算(可掌握棧、指針的使用)
// 2*3*(1+2)#
void calculate(char bds[]) {
    int i = 0;
    char flag = '#';
    MyStack* stack1 = createMyStack();//stack1中放運算符
    myStackPush(stack1, &flag);
    MyStack* stack2 = createMyStack();//stack2中放數(shù)字
    //char c = bds[i]; // 等價于*(bds+i) 
    while (bds[i] != '#' || *(char*)myStackGetTop(stack1)!='#') {
        printstack(stack1,stack2);
        if (!ifOp(bds[i])) {
             /*
             *  這種寫法不行!
                 int vv = 0;
                 transValue(bds[i], &vv)
             */
            int* vu = (int*)malloc(sizeof(int));
            transValue(bds[i], vu);
            printf("is number:%d\n", *vu);//打印出數(shù)字
            myStackPush(stack2, vu);
            i++;
        }
        else {
            printf("is fuhao:%c\n", bds[i]);
            char * op1 = (char*)myStackGetTop(stack1);
            printf("top1 op:%c\n",*op1);
            if (*op1 == '#') {
                myStackPush(stack1, &bds[i]);
                i++;
                continue;
            }
            char res = yxji(*op1, bds[i]);
            printf("yxji:%c\n",res);
            switch (res) {
                case '>':{
                    char* curop = (char*)myStackPop(stack1);//取出當(dāng)前運算符
                    printf("top2 op:%c\n", *op1);
                    int* b = (int*)myStackPop(stack2);//第2個運算數(shù)
                    int* a = (int*)myStackPop(stack2);//第1個運算數(shù)
                    /*
                    *  這種寫法不行! 
                        int value = 0;
                        baseOp(*curop,transValue(*a), transValue(*b),&value);
                    */
                    int* value = (int*)malloc(sizeof(int));
                    baseOp(*curop, *a, *b, value);
                    printf("=%d\n", *value);
                    myStackPush(stack2, value);
                    break;
                }
                case '<':
                    myStackPush(stack1, &bds[i]);
                    i++;
                    break;
                case '=': {
                    printf("()==");
                    myStackPop(stack1);//取出右括號 (
                    i++;
                    break;
                }
                default:
                    printf("表達(dá)式錯誤!");
                    exit(1);
            }
        }
    }
    int * valueRes = (int*)myStackPop(stack2);
    printf("計算結(jié)果值為:%d\n",*valueRes);

    freeMyList(stack1);
    freeMyList(stack2);
}

int main() {
    printf("輸入表達(dá)式:\n");
    char bds[50];
    scanf("%s",bds);// 數(shù)組變量名,傳入的相當(dāng)于是數(shù)組第一個元素的地址。方法形參是個指針變量,指針變量才能存放地址
    calculate(bds);
    return 0;
}

5、代碼開發(fā)過程總結(jié) (踩坑填坑真實記錄)

將符號轉(zhuǎn)為數(shù)字并把數(shù)字放入棧中,若寫為如下形式不行
int vv = 0;
transValue('1‘, &vv);
myStackPush(stack2, vv);

因為臨時變量地址始終不變,第2個值賦值后,等于是把已放入棧內(nèi)的第一個值修改了(程序中通過打印出指針變量值,即變量的地址,發(fā)現(xiàn)地址確實沒變)
應(yīng)該用如下方式:

int* vv= (int*)malloc(sizeof(int));
transValue('1‘, vv);
myStackPush(stack2, vv);

掌握指針用法很重要!此處記錄如下:

6. 代碼測試結(jié)果(開發(fā)環(huán)境:visual studio 2019)

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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