C++程式碼實現逆波蘭表示式

阿新 • • 發佈：2020-11-02

本文例項為大家分享了C++實現逆波蘭表示式的具體程式碼，供大家參考，具體內容如下

當我們輸入一個數學表示式，是中綴表示式，我們首先轉換為字尾表示式（逆波蘭表示式），然後再進行求值。

在《大話資料結構》的104-100頁有詳細的介紹，下面是我理解之後的程式碼實現。

程式碼思路：

（1）首先對輸入的中綴表示式合法性進行判斷，bool isStringLegal(const char* str); 函式實現。

（2）然後把中綴表示式轉換為字尾表示式。

（3）根據字尾表示式求出結果，double getTheResult(vector<string> &vec);函式實現。

注意：表示式的運算子可以輸入加、減、乘、除、括號

，輸入的資料為整形資料，計算結果為double型資料。

#include <iostream>
#include <math.h>
#include <map>
#include <vector>
#include <string.h>
#include <memory>
#include <string>
#include <stdio.h>
#include <stack>
#include <stdlib.h>
 
using namespace std;
 
#define MAX_STRING_LENGTH 100
 
/* 解析當前的整形資料，並把整形資料轉換為string型 */
string analyData(const char* str,int &i);
 
/* 根據逆波蘭表示式求表示式的值 */
double getTheResult(vector<string> &vec);
 
/* 判斷該字元是否是 + - * / ( ) */
bool isCalChar(const char ch);
 
/* 判斷輸入的中綴表示式是否合法 */
bool isStringLegal(const char* str);
 
 
 
/* 解析當前的整形資料，並把整形資料轉換為string型 */
string analyData(const char* str,int &i)
{
  int temp = i++;
  while(str[i] >= '0' && str[i] <= '9' && str[i] != '\0')
  {
    i++;
  }
 
  string s(str+temp,str+i);
 
  return s;
}
 
/* 根據逆波蘭表示式求表示式的值 */
double getTheResult(vector<string> &vec)
{
  vector<string>::iterator it;
  stack<double> sta;
 
  string strTemp;
  double d = 0,d1 = 0,d2 = 0;
 
  for(it = vec.begin(); it != vec.end(); it++)
  {
    strTemp = (*it);
 
    if(strTemp == "+")
    {
      d1 = sta.top();
      sta.pop();
 
      d2 = sta.top();
      sta.pop();
 
      d = d1 + d2;
      sta.push(d);
    }
    else if(strTemp == "-")
    {
      d1 = sta.top();
      sta.pop();
 
      d2 = sta.top();
      sta.pop();
 
      d = d2 - d1;
      sta.push(d);
    }
    else if(strTemp == "*")
    {
      d1 = sta.top();
      sta.pop();
 
      d2 = sta.top();
      sta.pop();
 
      d = d2 * d1;
      sta.push(d);
    }
    else if(strTemp == "/")
    {
      d1 = sta.top();
      sta.pop();
 
      d2 = sta.top();
      sta.pop();
 
      d = d2 / d1;
      sta.push(d);
    }
    else
    {
      const char *p = strTemp.c_str();
      d = atoi(p);
      sta.push(d);
    }
  }
  return sta.top();
}
 
/* 判斷該字元是否是 + - * / ( ) */
bool isCalChar(const char ch)
{
  if(ch == '+' || ch == '-' || ch == '*' || ch == '/' || ch == '(' || ch == ')')
  {
    return true;
  }
 
  return false;
}
/* 判斷輸入的中綴表示式是否合法 */
bool isStringLegal(const char* str)
{
  /* 判斷是否是空串 */
  if(NULL == str)
  {
    return false;
  }
 
  int len = strlen(str);
  int i = 0;
  int flag = 0;
 
  /* 字串的開頭和末尾是否是數字 */
  if(str[0] > '9' || str[0] < '0' || str[len-1] > '9' || str[len-1] < '0')
  {
    return false;
  }
 
 
  for(i = 0; str[i] != '\0'; i++)
  {
    /* 是否有除了加減乘除括號之外的字元 */
    if(isCalChar(str[i]) == false)
    {
      return false;
    }
 
    /* 判斷是否有兩個連續的符號 */
    if(i < len-1 && isCalChar(str[i]) == true)
    {
      if(isCalChar(str[i+1]) == true)
      {
        return false;
      }
 
    }
 
    /* 判斷括號是否成對 */
    if(str[i] == '(')
    {
      flag++;
    }
    else if(str[i] == ')')
    {
      flag--;
    }
 
    /* 判斷是否出現 )( 這樣的情況 */
    if(flag < 0)
    {
      return false;
    }
  }
 
  /* 判斷括號是否匹配 */
  if(flag != 0)
  {
    return false;
  }
 
  return true;
}
 
int main(void)
{
  char str[MAX_STRING_LENGTH] = {0};
  int i = 0;
  string data;
 
  /* 存放運算子表示式的棧 */
  stack<char> oper_char;
 
  /* 存放字尾表示式 */
  vector<string> post_str;
 
  /* 輸入中綴的表示式 */
  gets(str);
 
  /* 判斷輸入的中綴表示式是否合法 */
  if(isStringLegal(str) != true)
  {
    cout << "This expression is not legal." << endl;
  }
  else
  {
    /* 將中綴表示式轉換為字尾表示式 */
    for(i = 0; str[i] != '\0'; i++)
    {
      /* 如果該字元為數字,解析該數字，並壓入棧 */
      if(str[i] >= '0' && str[i] <= '9')
      {
        data = analyData(str,i);
        post_str.push_back(data);
        i--;
      }
      else if(str[i] == '(')
      {
        oper_char.push(str[i]);
      }
      else if(str[i] == ')')
      {
        char chtemp[2] = {0};
 
        chtemp[0] = oper_char.top();
 
        while(chtemp[0] != '(')
        {
          string strtemp(chtemp);
          post_str.push_back(strtemp);
          oper_char.pop();
 
          chtemp[0] = oper_char.top();
        }
        oper_char.pop();
      }
      else if(str[i] == '+' || str[i] == '-')
      {
        char chtemp[2] = {0};
 
        /* 全部出棧，但是碰到 '('就要停止出棧 */
        while(oper_char.size() != 0)
        {
          chtemp[0] = oper_char.top();
          if(chtemp[0] == '(')
          {
            break;
          }
 
          oper_char.pop();
 
          string strtemp(chtemp);
          post_str.push_back(strtemp);
        }
 
        /*將當前的表示式符號入棧*/
        oper_char.push(str[i]);
      }
      else if(str[i] == '*' || str[i] == '/')
      {
        char chtemp[2] = {0};
        while(oper_char.size() != 0)
        {
          chtemp[0] = oper_char.top();
          if(chtemp[0] == '(' || chtemp[0] == '+' || chtemp[0] == '-')
          {
            break;
          }
          else
          {
            oper_char.pop();
 
            string strtemp(chtemp);
            post_str.push_back(strtemp);
          }
        }
 
        /*將當前的表示式符號入棧*/
        oper_char.push(str[i]);
      }
    }
 
    /* 存放表示式的棧可能還有資料 */
    while(!oper_char.empty())
    {
      char chtemp[2] = {0};
      chtemp[0] = oper_char.top();
      oper_char.pop();
 
      string strtemp(chtemp);
      post_str.push_back(strtemp);
    }
 
    /* 把逆波蘭表示式求值 */
    cout << getTheResult(post_str) << endl;
  }
 
  return 0;
}

以上就是本文的全部內容，希望對大家的學習有所幫助，也希望大家多多支援我們。