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- // main.c
- // 计算器(出入栈版本)
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- // Created by 颜风 on 14-4-25.
- // Copyright (c) 2014年 天启. All rights reserved.
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- #include <stdio.h>
- #include <stdlib.h>
- #include <stdbool.h>
- #include<math.h>
- #include <string.h>
- #define LIMIT 200 //允许的字符串表达式的最大长度
- //----------------函数声明--------------
- /**计算器
- *@expression char* 一个字符串,存储有数学表达式
- *@return double 返回计算结果.
- */
- double calculator(char* expr);
- // ----------------------------------
- /*中缀转后缀
- *
- *@expr char* 一个数学表达式的字符串形式,同时用于接收生成的后缀表达式.
- */
- void _trans(char* expr);
- // ---------------------------------
- /*计算后缀表达式的结果
- *
- *@rpn char* 一个后缀表达式.
- *@return double 返回计算结果.
- */
- double _calculate(char* rpn);
- //---------------函数定义---------------
- /**计算器
- *@expression char* 一个字符串,存储有数学表达式,使用者应保证它是一个合法的数学表达式.
- *@return double 返回计算结果.
- */
- double calculator(char* expr)
- {
- //使用新的数组存储expr,以便于将中缀表达式转换为后缀表达式
- char rpn[LIMIT] = {0};
- for (char *ch = expr, *top = rpn; *ch != '\\0' && top != rpn+LIMIT-1; *top++ = *ch++);
- //中缀转后缀
- _trans(rpn);
- //计算并返回表达式的值.
- return _calculate(rpn);
- }
- //------------------------------------
- /*中缀转后缀
- *算法:
- *将一个普通的中序表达式转换为逆波兰表达式的一般算法是:
- *首先需要分配2个栈,一个作为临时存储运算符的栈S1(含一个结束符号),一个
- *作为输入逆波兰式的栈S2(空栈),S1栈可先放入优先级最低的运算符#,注意,
- *中缀式应以此最低优先级的运算符结束。可指定其他字符,不一定非#不可。从中
- *缀式的左端开始取字符,逐序进行如下步骤:
- *(1)若取出的字符是操作数,则分析出完整的运算数,该操作数直接送入S2栈
- *(2)若取出的字符是运算符,则将该运算符与S1栈栈顶元素比较,如果该运算符
- * 优先级大于S1栈栈顶运算符优先级,则将该运算符进S1栈,否则,将S1栈的栈
- * 顶运算符弹出,送入S2栈中,直至S1栈栈顶运算符低于(不包括等于)该运算
- * 符优先级,则将该运算符送入S1栈。
- *(3)若取出的字符是“(”,则直接送入S1栈栈顶。
- *(4)若取出的字符是“)”,则将距离S1栈栈顶最近的“(”之间的运算符,逐个出
- * 栈,依次送入S2栈,此时抛弃“(”。
- *(5)重复上面的1~4步,直至处理完所有的输入字符
- *(6)若取出的字符是“#”,则将S1栈内所有运算符(不包括“#”),逐个出栈,依
- * 次送入S2栈。
- * 完成以上步骤,S2栈便为逆波兰式输出结果。不过S2应做一下逆序处理,然后便
- *可以按照逆波兰式的计算方法计算了!
- *@expr char* 一个数学表达式的字符串形式,同时用于接收生成的后缀表达式.
- */
- void _trans(char* expr)
- {
- char end = '#';//字符串表达式的结束符.
- expr[strlen(expr)] = end;//为表达式添加结束符.
- char result[LIMIT] = {0};
- char* top = result;//用于存储波兰表达式的栈的头指针
- //定义一个栈,临时存储操作符
- char temp_stack[LIMIT] = {0};
- temp_stack[0] = end;//使用 # 作为字符表达式结束的标识符.
- char* top_temp = &temp_stack[1];//临时栈的头指针
- //逆波兰算法
- for (char* p_expr = &expr[0]; *p_expr != '#'; p_expr++)
- {
- switch(*p_expr)
- {
- case '(': /*判定为左括号*/
- *top_temp++ = *p_expr;
- break;
- case ')': /*判定为右括号*/
- for (; *(top_temp-1) != '('; *top++ = *--top_temp);
- *--top_temp = '\\0';//舍弃'('
- break;
- case '+': /*判定为加减号*/
- case '-':
- for (; *(top_temp-1) != end && *(top_temp-1) != '('; *top++ = *--top_temp);
- *top_temp++ = *p_expr;
- break;
- case '*': /*判定为乘除号*/
- case '/':
- for (; *(top_temp-1) == '*'|| *(top_temp-1) == '/'; *top++ = *--top_temp);
- *top_temp++ = *p_expr;
- break;
- case ' ':
- break;
- default:
- for (; (*p_expr >= '0' && *p_expr <= '9') || *p_expr == '.'; *top++ = *p_expr++);
- p_expr--;
- *top++ = ' ';
- }
- }
- for (; *(top_temp-1) != end; *top++ = *--top_temp);
- //使用expr接收后缀表达式
- for (char *e = expr; *e != '\\0'; *e++ = '\\0'); //重置expr.
- for(char *e = expr, *r = result; *r != '\\0'; *e++ = *r++);
- }
- // ----------------------------------
- /*计算后缀表达式的结果
- *算法:
- *如果当前字符为变量或者为数字,则压栈,如果是运算符,则将栈顶两个元素
- *弹出作相应运算,结果再入栈,最后当表达式扫描完后,栈里的就是结果。
- *
- *@rpn char* 一个后缀表达式.
- *@return double 返回计算结果.
- */
- double _calculate(char* rpn)
- {
- double stack[LIMIT] = {0}; // 作为栈使用
- double* top = stack;// 作为栈的头指针使用
- for (char* ch = rpn; *ch != '\\0'; ch++)
- {
- switch(*ch)
- {
- case '+':
- *(top-2) = *(top-2) + *(top-1);
- top--;
- break;
- case '-':
- *(top-2) = *(top-2) - *(top-1);
- top--;
- break;
- case '*':
- *(top-2) = *(top-2) * *(top-1);
- top--;
- break;
- case '/':
- if(*(top-1) == 0)
- {
- printf("错误!零不能做除数!\\n");
- exit(0); /*异常退出*/
- }
- *(top-2) = *(top-2) / *(top-1);
- top--;
- break;
- case ' ':
- break;
- default:
- *top++= atof(ch);
- for (; *ch != ' '; ch++);
- break;
- }
- }
- return stack[0];
- }
- int main(int argc, const char * argv[])
- {
- char* expr ="3*(1+4)/2";
- printf("%s = %g\\n",expr, calculator("3*(1+4)/2"));
- return 0;
- }
- //该片段来自于http://www.codesnippet.cn/detail/0810201410556.html
来源: http://www.codesnippet.cn/detail/0810201410556.html