【数据结构】利用顺序栈/链栈完成表达式求值(C语言实现)

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了【数据结构】利用顺序栈/链栈完成表达式求值(C语言实现)。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

利用顺序栈完成表达式求值(将字符型转换为整型)

程序代码:

#include <stdio.h>

#include <malloc.h>

#include <stdlib.h>

#include <math.h>

#define MAXSIZE 100

#define ElemType char

#define LEN sizeof(ElemType)

typedef struct{

    ElemType* data;

    int top;

}SqStack;

void InitStack(SqStack* S)

{

    S->data = (ElemType*)malloc(MAXSIZE * LEN);

    if (S->data == NULL)

         exit(0);

    S->top = 0;

}

int StackEmpty(SqStack* S) {

    if (S->top == 0)

         return 1;

    else

         return 0;

}

int StackFull(SqStack* S) {

    if (S->top == MAXSIZE)

         return 1;

    else

         return 0;

}

int Push(SqStack* S, ElemType x) {

    if (StackFull(S))

         return 0;

    S->data[S->top] = x;

    (S->top)++;

    return 1;

}

ElemType Pop(SqStack* S) {

    ElemType x;

    if (StackEmpty(S))

         return 0;

    --(S->top);

    x = S->data[S->top];

    return x;

}

ElemType GetTop(SqStack* S) {

    ElemType x;

    if (StackEmpty(S))

         return 0;

    x = S->data[(S->top) - 1];

    return x;

}

int IfOptr(char c) {

    switch (c) {

    case '+':

    case '-':

    case '*':

    case '/':

    case '(':

    case ')':

    case '#':return 1;

    default:return 0;

    }

}

char Operate(ElemType a_c, ElemType op, ElemType b_c) {

    int a = a_c - '0';

    int b = b_c - '0';

    switch (op) {

    case '+': {int x = a + b;  return (x + 48); }

    case '-': {int x = a - b;  return (x + 48); }

    case '*': {int x = a * b;  return (x + 48); }

    case '/': {int x = a / b;  return (x + 48); }

    default:exit(1);

    }

}

char Precede(char c1, char c2)

{

    int c_temp1,c_temp2;

    switch (c1)

    {

    case '*':

    case '/':c_temp1 = 4; break;

    case '+':

    case '-':c_temp1 = 2; break;

    case '(':c_temp1 = 0; break;

    case ')':c_temp1 = 5; break;

    case '#':c_temp1 = -1;

    }

    switch (c2)

    {

    case '*':

    case '/': c_temp2 = 3; break;

    case '+':

    case '-': c_temp2 = 1; break;

    case '(': c_temp2 = 5; break;

    case ')': c_temp2 = 0; break;

    case '#': c_temp2 = -1;

    }

    if (c_temp1<c_temp2)

         return('<');

    else if(c_temp1==c_temp2)

         return('=');

    else

         return('>');

}

int main() {

    SqStack* OPTR= (SqStack*)malloc(sizeof(SqStack));

    SqStack* OPND= (SqStack*)malloc(sizeof(SqStack));

    char c;

    InitStack(OPTR);

    Push(OPTR, '#');

    InitStack(OPND);

    c = getchar();

    while (c != '#' || GetTop(OPTR) != '#') {

         if (!IfOptr(c)) {

             Push(OPND, c);

             c = getchar();

         }

         else

             switch (Precede(GetTop(OPTR),c)) {

             case '<':

                  Push(OPTR, c);

                  c = getchar();

                  break;

             case '=':

             {

                  ElemType x = Pop(OPTR);

                  c = getchar();

                  break;

             }

             case  '>':

             {

                  ElemType op = Pop(OPTR);

                  ElemType b = Pop(OPND);

                  ElemType a = Pop(OPND);

                  Push(OPND,Operate(a, op, b));

                  break;

             }

             }

    }

    printf("%c",GetTop(OPND));

}

运行截图:

利用栈表达式求值c语言代码,数据结构基础,数据结构,c语言,算法

利用顺序栈完成表达式求值(创建字符型、整型两种栈)

程序代码:

SqStackInt.h

#include <stdio.h>

#include <malloc.h>

#include <stdlib.h>

#define MAXSIZE 100

typedef struct {

    int* data;

    int top;

}SqStackInt;

void InitStack_Int(SqStackInt* S)

{

    S->data = (int*)malloc(MAXSIZE * sizeof(int));

    if (S->data == NULL)

         exit(0);

    S->top = 0;

}

int StackEmpty_Int(SqStackInt* S) {

    if (S->top == 0)

         return 1;

    else

         return 0;

}

int StackFull_Int(SqStackInt* S) {

    if (S->top == MAXSIZE)

         return 1;

    else

         return 0;

}

int Push_Int(SqStackInt* S, int x) {

    if (StackFull_Int(S))

         return 0;

    S->data[S->top] = x;

    (S->top)++;

    return 1;

}

int Pop_Int(SqStackInt* S) {

    int x;

    if (StackEmpty_Int(S))

         return 0;

    --(S->top);

    x = S->data[S->top];

    return x;

}

int GetTop_Int(SqStackInt* S) {

    int x;

    if (StackEmpty_Int(S))

         return 0;

    x = S->data[(S->top) - 1];

    return x;

}

SqStackChar.h

#include <stdio.h>

#include <malloc.h>

#include <stdlib.h>

#define MAXSIZE 100

typedef struct {

    char* data;

    int top;

}SqStackChar;

void InitStack_Char(SqStackChar* S)

{

    S->data = (char*)malloc(MAXSIZE * sizeof(char));

    if (S->data == NULL)

         exit(0);

    S->top = 0;

}

int StackEmpty_Char(SqStackChar* S) {

    if (S->top == 0)

         return 1;

    else

         return 0;

}

int StackFull_Char(SqStackChar* S) {

    if (S->top == MAXSIZE)

         return 1;

    else

         return 0;

}

int Push_Char(SqStackChar* S, char x) {

    if (StackFull_Char(S))

         return 0;

    S->data[S->top] = x;

    (S->top)++;

    return 1;

}

char Pop_Char(SqStackChar* S) {

    char x;

    if (StackEmpty_Char(S))

         return 0;

    --(S->top);

    x = S->data[S->top];

    return x;

}

char GetTop_Char(SqStackChar* S) {

    char x;

    if (StackEmpty_Char(S))

         return 0;

    x = S->data[(S->top) - 1];

    return x;

}

Main.cpp

#include <stdio.h>

#include <malloc.h>

#include <stdlib.h>

#include "SqStackChar.h"

#include "SqStackInt.h"

int IfOptr(char c) {

    switch (c) {

    case '+':

    case '-':

    case '*':

    case '/':

    case '(':

    case ')':

    case '#':return 1;

    default:return 0;

    }

}

char Operate( int a, char op, int b) {

    switch (op) {

    case '+': return (a + b);

    case '-': return (a - b);

    case '*': return (a * b);

    case '/': return (a / b);

    default:exit(1);

    }

}

char Precede(char c1, char c2)

{

    int c_temp1, c_temp2;

    switch (c1)

    {

    case '*':

    case '/':c_temp1 = 4; break;

    case '+':

    case '-':c_temp1 = 2; break;

    case '(':c_temp1 = 0; break;

    case ')':c_temp1 = 5; break;

    case '#':c_temp1 = -1;

    }

    switch (c2)

    {

    case '*':

    case '/': c_temp2 = 3; break;

    case '+':

    case '-': c_temp2 = 1; break;

    case '(': c_temp2 = 5; break;

    case ')': c_temp2 = 0; break;

    case '#': c_temp2 = -1;

    }

    if (c_temp1 < c_temp2)

         return('<');

    else if (c_temp1 == c_temp2)

         return('=');

    else

         return('>');

}

int main() {

    SqStackChar* OPTR = (SqStackChar*)malloc(sizeof(SqStackChar));

    SqStackInt* OPND = (SqStackInt*)malloc(sizeof(SqStackInt));

    char c;

    InitStack_Char(OPTR);

    Push_Char(OPTR, '#');

    InitStack_Int(OPND);

    c = getchar();

    while (c != '#' || GetTop_Char(OPTR) != '#') {

         if (!IfOptr(c)) {

             int n = c - '0';

             Push_Int(OPND, n);

             c = getchar();

         }

         else

             switch (Precede(GetTop_Char(OPTR), c)) {

             case '<':

                  Push_Char(OPTR, c);

                  c = getchar();

                  break;

             case '=':

             {

                  char x = Pop_Char(OPTR);

                  c = getchar();

                  break;

             }

             case  '>':

             {

                  char op = Pop_Char(OPTR);

                  int b = Pop_Int(OPND);

                  int a = Pop_Int(OPND);

                  Push_Int(OPND, Operate(a, op, b));

                  break;

             }

             }

    }

    printf("%d", GetTop_Int(OPND));

}

运行截图:

利用栈表达式求值c语言代码,数据结构基础,数据结构,c语言,算法

利用链栈完成表达式求值(创建字符型、整型两种栈)

程序代码:

LinkStackInt.h

#include<stdio.h>

#include<stdlib.h>

#include<malloc.h>

typedef struct StackNodeInt {

    int data;

    struct StackNodeInt* link;

}StackNodeInt;

StackNodeInt* InitStack_Int() {

    StackNodeInt* top = (StackNodeInt*)malloc(sizeof(StackNodeInt));

    if (top == NULL) {

         printf("动态空间分配失败!");

         exit(-1);

    }

    top->link = NULL;

    return(top);

}

int StackEmpty_Int(StackNodeInt* top) {

    if (top->link == NULL)

         return 1;

    else

         return 0;

}

void Push_Int(StackNodeInt* top, int x) {

    StackNodeInt* p = (StackNodeInt*)malloc(sizeof(StackNodeInt));

    if (p == NULL) {

         printf("动态空间分配失败!");

         exit(-1);

    }

    p->link = top->link;

    p->data = x;

    top->link = p;

}

int Pop_Int(StackNodeInt* top) {

    if (StackEmpty_Int(top)) { exit(-1); }

    StackNodeInt* p;

    p = top->link;

    int x = p->data;

    top->link = p->link;

    free(p);

    return x;

}

int GetTop_Int(StackNodeInt* top) {

    if (StackEmpty_Int(top)) { return 0; }

    int x = top->link->data;

    return x;

}

LinkStackChar.h

#include<stdio.h>

#include<stdlib.h>

#include<malloc.h>

typedef struct StackNodeChar {

    char data;

    struct StackNodeChar* link;

}StackNodeChar;

StackNodeChar* InitStack_Char() {

    StackNodeChar* top= (StackNodeChar*)malloc(sizeof(StackNodeChar));

    if (top == NULL) {

         printf("动态空间分配失败!");

         exit(-1);

    }

    top->link = NULL;

    return(top);

}

int StackEmpty_Char(StackNodeChar* top) {

    if (top->link == NULL)

         return 1;

    else

         return 0;

}

void Push_Char(StackNodeChar* top,char x) {

    StackNodeChar* p = (StackNodeChar*)malloc(sizeof(StackNodeChar));

    if (p == NULL) {

         printf("动态空间分配失败!");

         exit(-1);

    }

    p->link = top->link;

    p->data = x;

    top->link = p;

}

char Pop_Char(StackNodeChar* top) {

    if (StackEmpty_Char(top)) { exit(-1); }

    StackNodeChar* p;

    p = top->link;

    char x = p->data;

    top->link = p->link;

    free(p);

    return x;

}

char GetTop_Char(StackNodeChar* top) {

    if (StackEmpty_Char(top)) { return 0; }

    char x = top->link->data;

    return x;

}

Main.cpp

#include <stdio.h>

#include <malloc.h>

#include <stdlib.h>

#include "LinkStackChar.h"

#include "LinkStackInt.h"

int IfOptr(char c) {

    switch (c) {

    case '+':

    case '-':

    case '*':

    case '/':

    case '(':

    case ')':

    case '#':return 1;

    default:return 0;

    }

}

char Operate(int a, char op, int b) {

    switch (op) {

    case '+': return (a + b);

    case '-': return (a - b);

    case '*': return (a * b);

    case '/': return (a / b);

    default:exit(1);

    }

}

char Precede(char c1, char c2)

{

    int c_temp1, c_temp2;

    switch (c1)

    {

    case '*':

    case '/':c_temp1 = 4; break;

    case '+':

    case '-':c_temp1 = 2; break;

    case '(':c_temp1 = 0; break;

    case ')':c_temp1 = 5; break;

    case '#':c_temp1 = -1;

    }

    switch (c2)

    {

    case '*':

    case '/': c_temp2 = 3; break;

    case '+':

    case '-': c_temp2 = 1; break;

    case '(': c_temp2 = 5; break;

    case ')': c_temp2 = 0; break;

    case '#': c_temp2 = -1;

    }

    if (c_temp1 < c_temp2)

         return('<');

    else if (c_temp1 == c_temp2)

         return('=');

    else

         return('>');

}

int main() {

    char c;

    StackNodeChar* OPTR = InitStack_Char();

    Push_Char(OPTR, '#');

    StackNodeInt* OPND=InitStack_Int();

    c = getchar();

    while (c != '#' || GetTop_Char(OPTR) != '#') {

         if (!IfOptr(c)) {

             int n = c - '0';

             Push_Int(OPND, n);

             c = getchar();

         }

         else

             switch (Precede(GetTop_Char(OPTR), c)) {

             case '<':

                  Push_Char(OPTR, c);

                  c = getchar();

                  break;

             case '=':

             {

                  char x = Pop_Char(OPTR);

                  c = getchar();

                  break;

             }

             case  '>':

             {

                  char op = Pop_Char(OPTR);

                  int b = Pop_Int(OPND);

                  int a = Pop_Int(OPND);

                  Push_Int(OPND, Operate(a, op, b));

                  break;

             }

             }

    }

    printf("%d", GetTop_Int(OPND));

}

运行截图:

利用栈表达式求值c语言代码,数据结构基础,数据结构,c语言,算法

实验小结

① 了解掌握整型数据与字符型的转化规则

在“利用顺序栈完成表达式求值(将字符型转换为整型)”实验中,因为我只创建了字符栈,所以只能将数据作为字符存放在字符栈中,而作为字符型数据存储的数字不能计算出正确结果,所以必须在计算前,将作为字符存放的数字转换为整型数据。那如何转换呢?举个例子: ‘1’的ASCII 值为 49;‘0’的ASCII 值为 48;‘1’-‘0’=1;‘0’是一个char类型的字符,其ASCII码就是一个int型的数字48,在运算过程中等同于int。所以将字符型数字‘1’转化为 整型数字1:‘1’-‘0’=1相当于49-48 = 1。

② 时刻警惕“野指针”

在程序编写完成后,调试过程中却不断报错:“C4700:使用了未初始化的局部变量‘OPTR’和‘OPRD’”,在查阅资料并多番询问后。最终找出错误:缺少如下代码:

SqStack* OPTR = (SqStack*)malloc(sizeof(SqStack));

SqStack* OPND = (SqStack*)malloc(sizeof(SqStack));

换言之,我在初始化OPTR和OPND两个顺序栈的指针时,没有给指针分配地址空间,而让他们成为“野指针”。我一直存在一个思维误区:我需要开辟空间给栈存放数据,并将栈的地址返回给它的指针,也就是OPTR和OPTD。存放数据固然要开辟空间,但是存放这些数据的地址也同样要开辟空间。我就是因为没有给栈的地址开辟空间存放而报错。之后的编程,要时刻警惕野指针的存在。

③ 自定义头文件

如果在一个文件中,写上成百上千行的代码,这些代码阅读起来就会很麻烦。因此,我们可以引入头文件,把自己写的函数放入头文件中,然后直接调用到主程序中,这样在主程序中看起来就比较清晰。本次实验,我将栈的定义及其相关操作单独放在一个头文件中,并在主程序的头部调用,这样主程序就只剩下与计算相关的函数,整个程序脉络更为清晰,可读性更高。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-745519.html

到了这里,关于【数据结构】利用顺序栈/链栈完成表达式求值(C语言实现)的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

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