資料結構實踐——用二叉樹求解代數表示式
阿新 • • 發佈:2019-01-23
【專案 - 用二叉樹求解代數表示式】
用二叉樹來表示代數表示式,樹的每一個分支節點代表一個運算子,每一個葉子節點代表一個運算數(為簡化,只支援二目運算的+、-、*、/,不加括號,運算數也只是一位的數字字元。本專案只考慮輸入合乎以上規則的情況)。請設計演算法,(1)根據形如“
[參考解答] 程式中的btree.h,見二叉樹演算法庫。
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <malloc.h>
#include "btree.h"
//用s[i]到s[j]之間的字串,構造二叉樹的表示形式
BTNode *CRTree(char s[],int i,int j)
{
BTNode *p;
int k,plus=0,posi;
if (i==j) //i和j相同,意味著只有一個字元,構造的是一個葉子節點
{
p=(BTNode *)malloc(sizeof(BTNode)); //分配儲存空間
p->data=s[i]; //值為s[i]
p->lchild=NULL;
p->rchild=NULL;
return p;
}
//以下為i!=j的情況
for (k=i; k<=j; k++)
if (s[k]=='+' || s[k]=='-')
{
plus++;
posi=k; //最後一個+或-的位置
}
if (plus==0) //沒有+或-的情況(因為若有+、-,前面必會執行plus++)
for (k=i; k<=j; k++)
if (s[k]=='*' || s[k]=='/')
{
plus++;
posi=k;
}
//以上的處理考慮了優先將+、-放到二叉樹較高的層次上
//由於將來計算時,運用的是後序遍歷的思路
//處於較低層的乘除會優先運算
//從而體現了“先乘除後加減”的運演算法則
//建立一個分支節點,用檢測到的運算子作為節點值
if (plus!=0)
{
p=(BTNode *)malloc(sizeof(BTNode));
p->data=s[posi]; //節點值是s[posi]
p->lchild=CRTree(s,i,posi-1); //左子樹由s[i]至s[posi-1]構成
p->rchild=CRTree(s,posi+1,j); //右子樹由s[poso+1]到s[j]構成
return p;
}
else //若沒有任何運算子,返回NULL
return NULL;
}
double Comp(BTNode *b)
{
double v1,v2;
if (b==NULL)
return 0;
if (b->lchild==NULL && b->rchild==NULL) //葉子節點,應該是一個數字字元(本專案未考慮非法表示式)
return b->data-'0'; //葉子節點直接返回節點值,結點中儲存的數字用的是字元形式,所以要-'0'
v1=Comp(b->lchild); //先計算左子樹
v2=Comp(b->rchild); //再計算右子樹
switch(b->data) //將左、右子樹運算的結果再進行運算,運用的是後序遍歷的思路
{
case '+':
return v1+v2;
case '-':
return v1-v2;
case '*':
return v1*v2;
case '/':
if (v2!=0)
return v1/v2;
else
abort();
}
}
int main()
{
BTNode *b;
char s[MaxSize]="1+2*3-4/5";
printf("代數表示式%s\n",s);
b=CRTree(s,0,strlen(s)-1);
printf("對應二叉樹:");
DispBTNode(b);
printf("\n表示式的值:%g\n",Comp(b));
DestroyBTNode(b);
return 0;
}