實驗目的 ：

1 ．掌握棧的定義及實現；

2 ．掌握利用棧求解算術表示式的方法。

實驗內容：

通過修改完善教材中的演算法3.4，利用棧來實現算術表示式求值的演算法。對演算法3.4中呼叫的幾個函式要給出其實現過程：

(1) 函式In(c)：判斷c是否為運算子；

(2) 函式Precede(t1,t2)：判斷運算子t1和t2的優先順序；

(3) 函式Operate(a,theta,b)：對a和b進行二元運算theta。

程式執行時，輸入合法的算術表示式（中間值及最終結果要在0～9之間，可以包括加減乘除和括號），便可輸出相應的計算結果。如下圖：

#include<stdio.h>
#include<malloc.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#define OK 1
#define ERROR 0
#define OVERFLOW -2
#define MAXSIZE 100
typedef int Status;
typedef char SElemType;
typedef struct
{
	SElemType *base;
	SElemType *top;
	int stacksize;
}SqStack;
Status InitStack(SqStack &S)//初始化 
{
	S.base=(SElemType*)malloc(sizeof(SElemType)*MAXSIZE);
	if(!S.base)
	exit(OVERFLOW);
	S.top=S.base;
	S.stacksize=MAXSIZE;
	return OK;
}
Status Push(SqStack &S,SElemType e)//入棧 
{
	if(S.top-S.base==S.stacksize)
	return ERROR;//棧滿 
	*S.top++=e;//元素e壓入棧頂，棧頂指標加1; 
	return OK;
 } 
Status Pop(SqStack &S,SElemType &e)//出棧 
{
	if(S.top==S.base)//棧空 
	return ERROR;
	e=*--S.top;//棧頂指標減一，將棧頂元素賦給e; 
	return OK;
}
SElemType GetTop(SqStack S)//取棧頂元素 
{
	if(S.top!=S.base)//棧非空 
	return *(S.top-1);//返回棧頂元素的值，棧頂指標不變 
}
int In(SElemType e)//判斷讀入字元是否為運算子 
{
	if(e=='+'||e=='-'||e=='*'||e=='/'||e=='('||e==')'||e=='#')
	    return 1;//是 
	else 
	    return 0; //不是 
}
SElemType Precede(SElemType a,SElemType b)//比較運算子的優先順序 
{
	SElemType f;
	if(a=='+'||a=='-')
	{
		if(b=='+'||b=='-'||b==')'||b=='#')
		    f='>';
		else if(b=='*'||b=='/'||b=='(')
		    f='<';
	}
	else if(a=='*'||a=='/')
	{
		if(b=='+'||b=='-'||b=='*'||b=='/'||b==')'||b=='#')
		   f='>';
		else if(b=='(')
		   f='<';
	}
	else if(a=='(')
	{
		if(b=='+'||b=='-'||b=='*'||b=='/'||b=='(')
		   f='<';
		else if(b==')')
		   f='=';
	}
	else if(a==')')
	{
		if(b=='+'||b=='-'||b=='*'||b=='/'||b==')'||b=='#')
		   f='>';
	}
	else if(a=='#')
	{
		if(b=='+'||b=='-'||b=='*'||b=='/'||b=='(')
		   f='<';
		else if(b=='#')
		   f='=';
	}
	return f;
}
SElemType Operate(SElemType a,SElemType theta,SElemType b)//運算 
{
	SElemType c;
	a=a-'0';
	b=b-'0';
	if(theta=='+')
	  c=a+b+'0';
	else if(theta=='-')
	  c=a-b+'0';
	else if(theta=='*')
	  c=a*b+'0';
	else if(theta=='/')
	  c=a/b+'0';	  
	return c; 
}
int EvaluateExpression()
{
	SqStack OPND,OPTR;
	char ch,a,b,theta,x;
	InitStack(OPND);//寄存運算元和運算結果 
	InitStack(OPTR);//寄存運算子 
	Push(OPTR,'#');
	ch=getchar();
	while(ch!='#'||GetTop(OPTR)!='#')
	{
		if(!In(ch))
		{
			Push(OPND,ch);
			ch=getchar();
		}
		else
		{
			switch(Precede(GetTop(OPTR),ch))
			{
				case '<':
					Push(OPTR,ch);
				    ch=getchar();
					break;
				case '>':
					Pop(OPTR,theta);
					Pop(OPND,b);
					Pop(OPND,a);
					Push(OPND,Operate(a,theta,b));
					break;
				case '=':
					Pop(OPTR,x);
				    ch=getchar();
					break;
			}
		} 
	}
	return GetTop(OPND)-'0';
}
int main()
{
	printf("請輸入算術表示式,並以#結束\n");
	printf("結果是: %d\n",EvaluateExpression());
	return 0;
}