1.實驗目的

熟練掌握棧的基本操作，深入瞭解棧的特性，能在實際問題的背景下靈活運用他們，並加深對這種結構的理解。

2.實驗內容

設計一個程式，演示用算符優先法對算術表示式求值的過程。以字元序列的形式從終端輸入語法正確的、不含變數的整數表示式。利用教科書表3.1給出的算符優先關係，實現對算術四則運算混合運算表示式的求值，並仿照教科書的例子3-1演示在求值中運算子棧、運算數棧、輸入字元和主要操作的變化。

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#define OK 1 
#define ERROR 0
#define STACKINCREMENT 5
#define STACK_INIT_SIZE 10
typedef char SElemType;
typedef int Status;
typedef struct{
	SElemType *base;//棧底指標 
	SElemType *top;//棧頂指標
	int stacksize;//當前已經分配的儲存空間 
}SqStack;
char prior[7][7]={{'>','>','<','<','<','>','>'},{'>','>','<','<','<','>','>'},{'>','>','>','>','<','>','>'},
				  {'>','>','>','>','<','>','>'},{'<','<','<','<','<','=','!'},{'>','>','>','>','!','>','>'},
				  {'<','<','<','<','<','!','='}};//定義算符之間優先關係的二維陣列 
//構造一個存放char型資料的空棧 
Status InitStack(SqStack *s){
	s->base = (SElemType *)malloc(STACK_INIT_SIZE*sizeof(SElemType));
	if(!s->base) return ERROR;
	s->top = s->base;//棧中元素個數為0
	s->stacksize = STACK_INIT_SIZE;
	return OK;
}
//入棧
Status Push(SqStack *s,SElemType e){
	if(s->top-s->base>=s->stacksize){
		s->base = (SElemType *)realloc(s->base,(STACKINCREMENT+s->stacksize)*sizeof(SElemType));
		if(!s->base) exit(0);
		s->top = s->base+s->stacksize;
		s->stacksize += STACKINCREMENT;
	}
	*s->top++ = e;
	return OK;
}
//出棧
Status Pop(SqStack *s,SElemType *e){
	if(s->base==s->top){
		printf("空棧！\n");
		return ERROR;
	}
	*e = *--s->top;
	return OK;
}
//得到棧頂元素
SElemType GetTop(SqStack *s){
	return *(s->top-1);
} 
//確定輸入的字元如果是操作符的話判斷在二維陣列中的下標 若是數字的話就另外與操作符區分開 便於在輸入表示式時是入哪個棧 
int Index(char c){
	switch(c){
		case '+': return 0;
		case '-': return 1;
		case '*': return 2;
		case '/': return 3;
		case '(': return 4;
		case ')': return 5;
		case '#': return 6;
		default:  return 7;
	}
}
//判斷優先順序,返回大小 < > = !
char Priority(char a,char b){
	int x,y;
	x = Index(a); y = Index(b);
	if(x!=7&&y!=7)
		return prior[x][y];
	else
		return '!';
}
//簡單表示式求值
int Reckon(int a,char theta,int b){
	switch(theta){
		case '+':return a+b;
		case '-':return a-b;
		case '*':return a*b;
		case '/':return a/b;
	}
}
//判斷是字元是否是數字
Status isdigit(char ch){
	if(ch>='0'&&ch<='9') return OK;
	return ERROR;
} 
//算術表示式求值
void GetExpressionValue(){
	SqStack OPTR,OPND; 
	SElemType result;//返回最後結果 
	InitStack(&OPTR);
	InitStack(&OPND);
	Push(&OPTR,'#');//將結束符置於操作符的底端  
	printf("請輸入算術表示式:\n");
	char c = getchar();
	
	while(c!='#'||GetTop(&OPTR)!='#'){//當*c=='#'&&棧頂字元=='#'的時候
		if(isdigit(c)){//如果是數字的話將其轉化為數字 然後入運算元棧 
			int data[10];
			int i,num;
			i = num =0;//num是一箇中間數 用於將字串中的數字轉化為整數然後入棧 i是用於將字串中的字元存入data陣列 
			while(isdigit(c)){
				data[i] = c-'0';
				i++;
				c = getchar();
			}
			for(int j=0;j<i;j++){
				num = num*10+data[j];
			}
			Push(&OPND,num);
		}else{//如果是字元的話將其入操作符棧
			SElemType a,b,theta;//a b theta是用來返回運算元棧和操作符棧裡的元素的
			switch(Priority(GetTop(&OPTR),c)){//比較即將入棧的字元與棧頂 操作符的優先順序關係 
				case '<':Push(&OPTR,c); 
						 c = getchar();
						 break;
				case '>':Pop(&OPND,&b);
						 Pop(&OPND,&a);
						 Pop(&OPTR,&theta);
						 Push(&OPND,Reckon(a,theta,b));
						 break;//將結果入棧 
				case '=':Pop(&OPTR,&theta);
						 c = getchar();
						 break;//說明括號相遇 刪除棧內括號即可 
				default:break;
			}
		}
	}
	Pop(&OPND,&result);
	printf("結果是：%d",result);
}
main(){
	GetExpressionValue();
}