算术表达式求值演示实验报告

题目：算术表达式求值演示

班级：网络工程2班     姓名：陈智鸣      学号：1225112005      完成日期：2013.10.24

一、需求分析  

1. 问题描述：表达式计算是实现程序设计语言的基本问题之一，也是栈的应用的一个经

典例子。设计一个程序演示用算符优先法对算术表达式求值的过程。 

2. 基本要求：利用教科书表3.1给出的算符优先关系，实现对算术四则混合运算表达式

的求值。 

3. 测试数据：教科书例3-1的算术表达式3*（7-2）。

二、概要设计（算法描述）  

基本操作： 

        InitStack_f(&S) 

操作结果：构造一个空栈S。         

GetTop_f(&S,&e)     

初始条件：栈S已存在。 

操作结果：用e返回S的栈顶元素。         

Push_f(&S，ch) 

    初始条件：栈S已存在。 

操作结果：插入元素ch为新的栈顶元素。         

Pop_f(&S,&e) 

    初始条件：栈S已存在。 

操作结果：删除S的栈顶元素，并以e返回其值。 

}ADT SqStack_f 

三、详细设计  

代码如下: 

#include

#include

using namespace std;

 int Operate(int x,char op,int y)          //四则运算符的运算定义

 {

  switch(op)

  {

   case'+': return x+y;

   case'-': return x-y;

   case'*': return x*y;

   case'/': return x/y;

  }

 }

char Precede(char op1,char op2) //判断符号的优先级

 {

  if(((op1=='+'||op1=='-')&&(op2=='+'||op2=='-'||op2==')'||op2=='#'))||((op1=='*'||op1=='/')&&(op2=='+'||op2=='-'||op2=='*'||op2=='/'||op2==')'||op2=='#')))

return '>';

  if((op1=='('&&op2==')')||(op1=='#'&&op2=='#'))

   return '=';

  else

return '<';

 }

void Tonumber(char &c,stack&OPND) //转化为数字

 {   int number=0;

if(((c-'0')>=0&&(c-'0')<=9))

  {

while(((c-'0')>=0&&(c-'0')<=9))

   {

    number=number*10+(c-'0');

cin>>c;

   }

   OPND.push(number);

  }

 }

int main()

{

stack OPTR;

stack OPND;//设OPTR和OPND分别为运算符栈和运算数栈

 OPTR.push('#'); //出栈时的结尾判断  

 char c,op1,op2,op;

 int x,y,temp=1;

cout<<"输入表达式，以'#'结束:";

cin>>c;

 while(c!='#'||OPTR.top()!='#') 

 {      

             Tonumber(c,OPND);

  if(c!='+'&&c!='-'&&c!='*'&&c!='/'&&c!='('&&c!=')'&&c!='#')

  {

   OPND.push(c);

cin>>c;

  }

  else

  {

   op1=OPTR.top();

   op2=c;

   switch(Precede(op1,op2))

   {

case '<': //栈顶元素优先级低

             OPTR.push(c);

cin>>c;

          break;     

    case '=':    //脱括号并接受下一个字符

             OPTR.pop();

cin>>c;

           break;

case '>': op=OPTR.top(); //退栈并将运算结果入栈

          OPTR.pop(); 

           x=OPND.top();

          OPND.pop();  

          y=OPND.top(); 

          OPND.pop(); 

          OPND.push(Operate(y,op,x)); 

          int a=OPND.top();  

          break;

   }

  }

 }

cout<<"计算结果是:"<  return 0;

} 

四、调试分析  

1、 在编程过程中，为了增加程序的实用性，将程序适用范围扩大到了实数型，并增加了连续输入功能；

 2、 在编程过程中，为了增加程序的健壮性，在运算除法时，考虑到除数为“0”时的报错和及时退出； 

3、 在调试过程中，最初一下子出来程序就出错，为了方便检查错误，故在主函数中增加了检查后缀表达式是否转换正确的函数，并在每一步计算都跟踪结果是否正确； 

4、 从程序实验题的编制过程中容易看出，线性表的广泛应用，特别是顺序存储结构的栈的应用。本题中涉及两元素类型（字符型和浮点型）的栈，由于是面向过程的语言，故只能分别定义。 

五、用户手册  

本程序只对实数的加减乘除乘方运算进行求值，且只对“（）”这种形式的括号进行识别，“｛｝”或“[]”都不予以识别，表达式输入完后一定要加“#”表示输入结束。 

六、测试结果