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适用于实数范围的中缀表达式的 + - * / ( ) 计算(C++实现)

时间:2016-10-24 23:42:11      阅读:383      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:运行   string   png   mat   ase   insert   define   code   for   

核心算法:

mid=FormatMid(mid);   //格式化中缀表达式
JudgeLegalMid(mid);  //判断中缀表达式的合法性
MidToPost mtp(mid);
mtp.ToPost(post);  //中缀表达式转后缀表达式
cout <<"结果:" <<Calc(post) <<endl;  //计算后缀表达式

 

具体过程——

 

第一步:格式化中缀表达式

  这一步的目的是为了解决“-”的歧义问题:有时候“-”是一元运算符,有时候“-”是二元运算符。可以用一种巧妙的方案解决歧义——在一元运算符的“-”前面添上0。这样,此后就可以把+-*/统一当做二元运算符处理。

具体代码:(放在FormatMid.h文件中)

#include<string>
#include<vector>
#include<iostream>
using namespace std;

string FormatMid(string mid)
{
    for (int i=0;i<mid.length();i++)
    {
        if (mid[i]==- && (i==0||mid[i-1]==())
        {
            mid.insert(i,"0");
            i++;
        }
    }
    string realmid="";
    for (int i=0;i<mid.length();i++)
    {
        if (mid[i]!=-)
        {
            realmid+=mid[i];
        }
        else
        {
            int cou=0;
            while (mid[i]==-) i++,cou++;
            if (cou%2==0) realmid+=+;
            else realmid+=-;
            i--;
        }
    }
    return realmid;
}

 

第二步:判断中缀表达式的合法性

  这一步也是为了程序的鲁棒性,具体代码如下:(放在JudgeLegalMid.h文件中)

#include<iostream>
#include<cstring>
#include<vector>
#include<string>
using namespace std;

void illegal()
{
    cout <<"表达式不合法!" <<endl;
    exit(1);    
}

bool isysf(char cc)
{
    if (cc==+ || cc==- || cc==* || cc==/) return true;
    else return false;
}

void JudgeLegalMid(string &c)
{
    int l=c.length();
    if (!isdigit(c[0]) && c[0]!=() illegal();  //首位不是(也不是数字,不合法 
    if (!isdigit(c[l-1]) && c[l-1]!=)) illegal();  //末位不是)也不是数字,不合法 
    int now=0;  //括号不匹配,不合法 
    for (int i=0;i<l;i++)
    {
        if (c[i]==() now++;
        else if (c[i]==)) now--;
        if (now<0) illegal();
    }
    if (now!=0) illegal();
    for (int i=1;i<l-1;i++)
    {
        if (c[i]==+ || c[i]==* || c[i]==/ || c[i]==-)  //二元运算符 
        {
            if (!isdigit(c[i-1]) && c[i-1]!=))  //左边不是)也不是数字,不合法 
                illegal();
            if (!isdigit(c[i+1]) && c[i+1]!=()  //右边不是(也不是数字,不合法 
                illegal();
        }
        if (c[i]==. && !isdigit(c[i-1]) && !isdigit(c[i+1])) illegal();  //.左右不是数字,不合法 
    }
    for (int i=1;i<l;i++)  //.向左右扩展 ,在遇到运算符之前,只能扩展出数字才合法 
    {
        if (c[i]==.)
        {
            int j=i-1,k=i+1;
            while (j>0 && isdigit(c[j])) j--;
            while (k<l && isdigit(c[k])) k++;
            if (c[j]==. || c[k]==.) illegal();
        }
    }
}

 

第三步:中缀表达式转后缀表达式

  这一步是比较经典的栈处理,具体代码如下:(放在MidToPost.h文件中,封装成了类)

#ifndef MIDTOPOST_H____
#define MIDTOPOST_H____

#include<iostream>
#include<cstring>
#include<stack>
#include<vector>
#include<string>
#include<sstream>
using namespace std;

string cts(char cc)
{
    stringstream stream;
    stream << cc;
    return stream.str();
}

class MidToPost
{
    private:
        string c;
        stack<string> s;
        int yxj(char ope);  //返回一个运算符的优先级 
    public:
        MidToPost(const string cc); //构造函数
        void ToPost(vector<string>& res);  //转为后缀表达式
        string readnum(int p); 
};

int MidToPost::yxj(char ope)
{
    if (ope==* || ope==/) return 1;
    if (ope==+ || ope==-) return 0;
    if (ope==@ || ope==() return -1;
}

string MidToPost::readnum(int p)
{
    string s="";
    while (isdigit(c[p]) || c[p]==.)
    {
        s+=cts(c[p]);
        p++;
    }
    return s;
}

MidToPost::MidToPost(const string cc) 
{
    c=cc;
    while (!s.empty()) s.pop();
    s.push(string("@"));
}

void MidToPost::ToPost(vector<string>& res)
{
    res.clear();
    int now=0;
    int l=c.length();
    for (int i=0;i<l;i++)
    {
        if (isdigit(c[i]))
        {
            res.push_back(readnum(i));
            while (isdigit(c[i]) || c[i]==.) i++;
            i--;
        } 
        else if (c[i]==() s.push(cts(c[i]));
        else if (c[i]==))
        {
            while (s.top()[0]!=()
            {
                res.push_back(s.top());
                s.pop();
            }
            s.pop();
        }
        else
        {
            int k1,k2;
            k1=yxj(s.top()[0]);
            k2=yxj(c[i]);
            while (k1>=k2)
            {
                res.push_back(s.top());
                s.pop();
                k1=yxj(s.top()[0]);
                k2=yxj(c[i]);
            }
            s.push(cts(c[i]));
        }
    }
    while (s.top()[0]!=@)
    {
        res.push_back(s.top());
        s.pop();
    }
}
#endif

 

第四步:计算后缀表达式的值

  同样是经典的栈处理,对于除数为0的情况由于C++自带inf所以就没有特判。代码如下:(放在CalcPost.h文件中)

#include<iostream>
#include<cstring>
#include<vector>
#include<string>
#include<vector>
#include<sstream>
using namespace std;

stack<double> s;

double Calc(vector<string> & c)
{
    while (!s.empty()) s.pop();
    int l=c.size();
    for (int i=0;i<l;i++)
    {
        if (isdigit(c[i][0]))
        {
            stringstream ss(c[i]);
            double tmp;
            ss >>tmp;
            s.push(tmp);
        }
        else
        {
            double res2=s.top();
            s.pop();
            double res1=s.top();
            s.pop();
            switch(c[i][0])
            {
                case +:res1+=res2;break;
                case -:res1-=res2;break;
                case *:res1*=res2;break;
                case /:res1/=res2;break;
            }
            s.push(res1);
        }
    }
    return s.top();
}

 

 

主程序:

#include"MidToPost.h"
#include"CalcPost.h"
#include"JudgeLegalMid.h"
#include"FormatMid.h"
#include<iostream>
#include<cstring>
#include<string>
#include<vector>
using namespace std;

const int maxn=2000;
string mid;
vector<string> post;

int main()
{
    cout <<"请输入中缀表达式(实数加减乘除括号运算):";
    while (cin >>mid)
    {
        mid=FormatMid(mid); 
        cout <<"等价转换后的中缀表达式:" <<mid <<endl;
        JudgeLegalMid(mid);
        MidToPost mtp(mid);
        mtp.ToPost(post);
        cout <<"后缀表达式:";
        for (int i=0;i<post.size();i++)
            cout <<post[i]<<" ";
        cout <<endl;
        cout <<"结果:" <<Calc(post) <<endl;
        cout <<"请输入中缀表达式(实数加减乘除括号运算):";
    }
    return 0;
}

 

运行结果:

 

技术分享

 

适用于实数范围的中缀表达式的 + - * / ( ) 计算(C++实现)

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原文地址:http://www.cnblogs.com/itlqs/p/5994900.html

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