C語言 逆波蘭表達式


答案優(yōu)選這個問題可以分為3部分

1、輸入一個字符串,將其格式化的儲存在一個數(shù)組中,以方便的記錄表達式中數(shù)和各個符號的出現(xiàn)順序
約定在數(shù)組中記錄時,每個數(shù)或符號用兩個整數(shù)來記錄
第一個整數(shù)記錄該位是什么東西,0表示是一個數(shù),1表示是括號,2表示反括號,3、4、5、6分別表示乘除加減號
如果該位是一個數(shù),那么第二個整數(shù)記錄著個數(shù)的具體取值,否則記錄該位的符號的ASCII碼
比如字符串"(1-23)"會被轉(zhuǎn)化成二位數(shù)組 , , , , }
這個轉(zhuǎn)化過程每什么技巧性,對原字符串各位順次判斷并處理即可
原先的字符串中可能出現(xiàn)一元運算符正號'+'和負號'-',為了處理方便,一律在其前面加個0,改寫成"0+..."或者"0-..."
另外為了之后轉(zhuǎn)化逆波蘭表達式方便,處理過程中會在轉(zhuǎn)化出的數(shù)組的首尾一律添加一對括號
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2、將之前所提到的格式數(shù)組轉(zhuǎn)化為逆波蘭表達式
約定依然用二位數(shù)組記錄一個逆波蘭表達式,并且格式與之前的數(shù)組相同,除了沒有括號以外
比如逆波蘭表達式 1 2 - 35 +,會被記錄成{ , , , , }
轉(zhuǎn)化時,需要用一個棧
具體轉(zhuǎn)化操作如下:
順次處理格式數(shù)組的每一位,對其作判斷
如果該位是一個數(shù)或者是括號'(',,將其入棧
如果該位是乘號'*'或者除號'/',不斷進行出棧操作直到棧頂元素是個括號'('或者加號'+'或者減號'-',然后將這個乘號或者除號入棧
如果該位是加號'+'或者減號'-',不斷進行出棧操作直到棧頂元素是個括號'(',然后將這個加號或者減號入棧
C語言 逆波蘭表達式

如果該位是反括號')',那么不斷進行出棧操作直到有一個括號'('出棧

在上述操作中,所有的出棧元素,除了括號'('以外,都被順次添加到所要生成的逆波蘭表達式的末尾
這樣就轉(zhuǎn)化出了一條逆波蘭表達式

3、對逆波蘭表達式求值
求值時,也需要用到一個棧
求值步驟如下:
順次處理逆波蘭表達式的每一位,對其作判斷
如果該位是一個數(shù),將這個數(shù)入棧
如果該位是一個運算符,那么連續(xù)進行兩次出棧操作,可以得到棧頂?shù)膬蓚€元素,對這兩個元素用該位的運算符做運算,將所得的結(jié)果入棧
比如,如果當時棧頂元素是3,次棧頂?shù)脑厥?,運算符是減號'-',那么連續(xù)兩次出棧得到3和2兩個元素,再將2-3的運算結(jié)果1入棧
注意有些運算符(減號和除號)不符合交換律,因此運算時必須是次棧頂元素在前、棧頂元素在后,順序不能反
C語言 逆波蘭表達式


當每一位都處理完了之后,只要輸入的是一個合法的逆波蘭表達式,必然棧中只剩下一個元素,這個元素就是逆波蘭表達式求值的結(jié)果

源代碼如下:

#include <stdio.h>
#include <ctype.h>

void transform(char *str,int a[][2],int *n)
//將輸入的字符串轉(zhuǎn)化為格式化的數(shù)組以記錄輸入的表達式,str為輸入的字符串,a為目標數(shù)組,n記錄數(shù)組a的大小
{
int i;
*n=1;
a[0][0]=1;
a[0][1]='(';//在表達式首添加一個括號
for (i=0;str[i];)
{
if (isdigit(str[i]))
{
a[*n][0]=0;
a[*n][1]=0;
while (isdigit(str[i]))
{
a[*n][1]=a[*n][1]*10+str[i]-'0';
i++;
}
}
else
{
if (str[i]=='(') a[*n][0]=1;
else if (str[i]==')') a[*n][0]=2;
else if (str[i]=='*') a[*n][0]=3;
else if (str[i]=='/') a[*n][0]=4;
else if (str[i]=='+' || str[i]=='-')
{
if (i==0 || (!isdigit(str[i-1]) && str[i-1]!=')'))
{
a[*n][0]=0;
a[*n][1]=0;
(*n)++;
}
if (str[i]=='+') a[*n][0]=5;
else a[*n][0]=6;
}
a[*n][1]=str[i];
i++;
}
(*n)++;
}
a[*n][0]=2;
a[*n][1]=')';//在表達式尾添加一個反括號
(*n)++;
}

void poland(int a[][2],int n,int p[][2],int *m)
//將格式化數(shù)組轉(zhuǎn)化為逆波蘭表達式,a為輸入的數(shù)組,n為其長度,p為輸出逆波蘭表達式的目標,m記錄逆波蘭表達式的長度
{
int i;
int stack[1000];//轉(zhuǎn)化所用的棧
int depth;//棧的深度
depth=0;
*m=0;
for (i=0;i<n;i++)
{
if (a[i][0]==0) stack[depth++]=i;
else if (a[i][0]==1) stack[depth++]=i;
else if (a[i][0]==2)
{
while (a[stack[depth-1]][0]!=1)
{
depth--;
p[*m][0]=a[stack[depth]][0];
p[*m][1]=a[stack[depth]][1];
(*m)++;
}
depth--;
}
else if (a[i][0]==3 || a[i][0]==4)
{
while (a[stack[depth-1]][0]==0 || a[stack[depth-1]][0]==3 || a[stack[depth-1]][0]==4)
{
depth--;
p[*m][0]=a[stack[depth]][0];
p[*m][1]=a[stack[depth]][1];
(*m)++;
}
stack[depth++]=i;
}
else if (a[i][0]==5 || a[i][0]==6)
{
while (a[stack[depth-1]][0]!=1)
{
depth--;
p[*m][0]=a[stack[depth]][0];
p[*m][1]=a[stack[depth]][1];
(*m)++;
}
stack[depth++]=i;
}
}
}

void print_poland(int p[][2],int m)
//打印逆波蘭表達式,p為逆波蘭表達式,m為表達式長度
{
int i;
for (i=0;i<m;i++)
{
if (p[i][0]==0) printf("%d",p[i][1]);
else printf("%c",p[i][1]);
}
putchar('\n');
}

double evaluate(int p[][2],int m)
//對逆波蘭表達式求值,p為逆波蘭表達式,m為表達式長度
{
double stack[1000];//求值所用的棧
int depth;//棧的深度
int i;
depth=0;
for (i=0;i<m;i++)
{
if (p[i][0]==0) stack[depth++]=p[i][1];
else
{
double a,b;
b=stack[--depth];
a=stack[--depth];
if (p[i][0]==3) stack[depth++]=a*b;
else if (p[i][0]==4) stack[depth++]=a/b;
else if (p[i][0]==5) stack[depth++]=a+b;
else stack[depth++]=a-b;
}
}
return stack[0];
}

int a[1000][2];
int n;
int p[1000][2];
int m;

main()
{
transform("5*(8-2)+9",a,&n);
poland(a,n,p,&m);
print_poland(p,m);
printf("The result of the expression is %lf\n",evaluate(p,m));
return;
}
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