簡(jiǎn)易計(jì)算器棧與隊(duì)列試驗(yàn)報(bào)告

1、第三組專(zhuān)題二棧與隊(duì)列實(shí)驗(yàn)報(bào)告簡(jiǎn)易計(jì)算器一.(1)問(wèn)題描述通過(guò)模擬一個(gè)簡(jiǎn)單的計(jì)算器來(lái)進(jìn)行+、-、*、/、人(乘方)等運(yùn)算，從鍵盤(pán)上輸入一算術(shù)表達(dá)式(一般為中綴表達(dá)式)，計(jì)算出表達(dá)式的值。(2)基本要求編寫(xiě)程序，要求可對(duì)一實(shí)數(shù)算術(shù)表達(dá)式進(jìn)行簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)運(yùn)算。可以識(shí)別帶加減乘除等運(yùn)算符及括號(hào)的中綴表達(dá)式。a.按照四則運(yùn)算規(guī)則，求表達(dá)式的值。一般規(guī)則如下：1)先括號(hào)內(nèi)，再括號(hào)外。2)先乘方，再乘除，后加減。b.同級(jí)運(yùn)算從左到右順序執(zhí)行。c.如表達(dá)式有誤，應(yīng)給出相應(yīng)的提示信息。(3)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法分析解決表達(dá)式求值問(wèn)題的方法之一是：第一步將中綴表達(dá)式轉(zhuǎn)換為后綴表達(dá)式，第二步按后綴表達(dá)式求值。解題時(shí)可以結(jié)合

2、字符串的相關(guān)知識(shí)。(4)測(cè)試4.5+5+6.5*1.06=16.39二.(1)問(wèn)題分析：計(jì)算機(jī)要計(jì)算一個(gè)式子，不能像我們一樣計(jì)算，它需要把表達(dá)式由中綴表達(dá)式轉(zhuǎn)換成后綴表達(dá)式，即逆波蘭表達(dá)式。將一般中綴表達(dá)式轉(zhuǎn)換為逆波蘭表達(dá)式有如下轉(zhuǎn)換過(guò)程：(1)首先構(gòu)造一個(gè)運(yùn)算符棧，此運(yùn)算符在棧內(nèi)遵循越往棧頂優(yōu)先級(jí)越高的原則。(2)讀入一個(gè)用中綴表示的簡(jiǎn)單算術(shù)表達(dá)式，為方便起見(jiàn)，設(shè)該簡(jiǎn)單算術(shù)表達(dá)式的右端多加上了優(yōu)先級(jí)最低的特殊符號(hào)“=”。(3)從左至右掃描該算術(shù)表達(dá)式，從第一個(gè)字符開(kāi)始判斷，如果該字符是數(shù)字，則分析到該數(shù)字串的結(jié)束并將該數(shù)字串直接輸出。(4)如果不是數(shù)字，該字符則是運(yùn)算符，此時(shí)需比較優(yōu)先關(guān)系。

3、做法如下：將該字符與運(yùn)算符棧頂?shù)倪\(yùn)算符的優(yōu)先關(guān)系相比較。如果，該字符優(yōu)先關(guān)系高于此運(yùn)算符棧頂?shù)倪\(yùn)算符，則將該運(yùn)算符入棧。倘若不是的話，則將棧頂?shù)倪\(yùn)算符從棧中彈出，直到棧頂運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)低于當(dāng)前運(yùn)算符，將該字符入棧。(5)重復(fù)上述操作(3)-(4)直至掃描完整個(gè)簡(jiǎn)單算術(shù)表達(dá)式，確定所有字符都得到正確處理，我們便可以將中綴式表示的簡(jiǎn)單算術(shù)表達(dá)式轉(zhuǎn)化為逆波蘭表示的簡(jiǎn)單算術(shù)表達(dá)式。(2)問(wèn)題實(shí)現(xiàn)及代碼。1.菜單函數(shù)：使用switch函數(shù)根據(jù)輸入的數(shù)字選擇是否進(jìn)入計(jì)算器valdCOUH<-實(shí)/父科學(xué)算M計(jì)翼立c.gut«chdi3ciSMTC("-.f.(md1fiCDLTt&

4、lt;<工的對(duì)Fe«dL11fhiB>,"«erid1i4ut*-w，«imd1i上口吐£你的旗徉皋f7intchoitejclnKholcejg1Ci*eflreturnjcaseli£tyttM；bkr匕叱曲JstiTingequations:trihixl-e(|go_cn-y4)*(-cauttjendlc<endl<<'',及尊我.以-i等號(hào)；cim>史qatLon.：E-idcu(rduatiariij.；3Mt“”揖締If用嗎？鼻諾*Ay有密惜加，二匚in>，g：

5、口一口ni-：-'.：廣二!).:孫、士“廣】廣方;rienuf)2 .檢測(cè)非法輸入函數(shù):int11legsl_char(ftr1ng£,int1)(一intj-S|0d)C1f6(1*=01£【4=5"j*iwtK*ri=,+,iitj",-,ii*j-,*ihj=7Tiisji='ii*n=¥(TiiMji=,)TiiMJi=T*7“或上原二桃三式I罟葆無(wú)其代苦式先字器期是拿法輸入else<程序睥If",和F非沈的尹商人1IF"NMdLnrtiJTinigj)return1品.噎:；臂"二

6、-二吳J工工力者二:返I電)3 .雙目運(yùn)算符定義函數(shù)：完成對(duì)+,-,*,/,人的定義：-1ia«/1".*"Wpauraa=./；_c,:j一/dcubleD_Ope"ate(double,cha產(chǎn)。pdoubley)./qffN算符的運(yùn)冬.z("double目；二-上耳工1通(叩)(case'+"1;a-x*yjbrcakjicase'-91:a=it-yjbrf*akjcase鼻'：a=1()/5break;case/*:a=x/ysbreakjcasex'：fl=pm«(>Jy);

7、bF«k59工堂包瘩來(lái)加&充方)勵(lì)鈾。血匚送擰運(yùn)第四靜定/菽虞巷卓return,aj4 .判斷運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)，決定是壓?；蛘邚棗＿\(yùn)用到計(jì)算中：charPrecEdeflchitropl>charop現(xiàn)(if(t(opl»»'+'|opl""-')&&(op2"'+"|op2=»«'''|cp2»=')'|op2»=*)11(<jpl=1*1|oDl="/，)4&

8、(op2=""+"|op2='-'op2=«'*Fopl'/*op2=»1)T|op2«=n)|(opl='A'8&Hop2»'+|op2=»''|op2="*'op2='/'op2=P)R0p2=»T»1)return，$"上述情況下棧項(xiàng)運(yùn)算符優(yōu)先蜜高于特定運(yùn)靠符凄彈棧if(opl='('&aop2=,j,)|(Qpl=,=,Sfiop2=1=1)

9、return;elsereturn"$5 .括號(hào)匹配檢測(cè)函數(shù):Jln-t量=叼>七op=曰學(xué)<hor"utmuMl&cjj,ah*“£W工1-1&卜)4ifCsi»%£*>c9h't-IB£k|_忙OpJ-aLAJ1izaps4-1MF4CIe_TOpXJ=I1申UILJ3f匚口ai:事工,痛耳.><育;MYku“dJLr*oX-i*#*1*。j，/ET,=1.二一.一產(chǎn)產(chǎn)pop-0Jl一v>A+。牡q戶(hù)*-eJCUQU"tY<"JS-Sft-A-&

10、quot;*eLrH1產(chǎn)片信近1JI-EUB-J(K'P/''.-_<'etur'm【主：一,6 .運(yùn)算棧：分為運(yùn)算符棧和運(yùn)算數(shù)棧:口IIHUHatAEli二(public:doublenuriaOiMt(CfJ.“35-arzt)rf-、1肅廝箭密1-g：I*wjii+)xCM，top«Qj.vddptiiHdwr筆一二匚->E二，一，'(nurtop=nstop10*(a>-”.j丁二三一：七一尸二二二-二于關(guān))期曲&port)top，double力>uniMi".個(gè)uE+dFJgnot鄴卜

11、電drtfflHHmfarri上。與暝工苛注公s：專(zhuān)李：印三4"wthublefteLld|.：).-：-'3:i*liN*nE年1>Mfidlift；.7'-lop*；In*，art4-tTArLfpublic;<JirCptfr|LffiMJInttopvoidStart(/楞始化函裁桎瘡空校京成1'="：:定三大:hW>X.P"J'="p.ftnr(1riti-»1idCLEM;i+1)aiperIJ-IIlKljtap-:一彳.r上一wH1pu*(fgv*>d口«=top

12、jajtop*5與救事權(quán)不同一或段薪藥竄讖升.>char心戶(hù)£)(top-7charop-cpe|top|tep.fL七呼nl'Llbirrturnepi-；-='=一Jrh«r-gerT>0p()creturn口產(chǎn)之中-二h/15r法/7.算式計(jì)算函數(shù)（最關(guān)鍵函數(shù)）：用于對(duì)用戶(hù)輸入的算式進(jìn)行計(jì)算，給出最后結(jié)果:void工QingWuatlon1“池,(-lUHTackndb»r.二.一二廠三金QPERitscknjnber.rta"tj)pcjer.start；)i-:-IntiMtjEtarpTUfi；doublejnja

13、il./uau：wiiiletequationiJJ-rW)(Lef>*+j、嚇廣宜芝式金兌5ji(CTjnic"ilcnl.-1*")(5iK，L潮人有說(shuō)】比有驗(yàn)入強(qiáng)止荷耳一等號(hào)-=-"<c?idljrMuMr._3E:二三,E''jjutlei1r=il1rgfllchar(eqi_»ticwi|Icn-1以Hne=w)"rtiurir；.-t-rJle-HTCKeuAticfi)：if<ic-ejrrturp,/百號(hào)區(qū)丁臺(tái):-：->?：亍三二1.三三E(i+tequationlJi-'Uta

14、squtTionLi'f-':')(*1k*iwr.沖帆坤*MmjZIf；(equarioij*l<'9,eqi*atiznfj4-J.>?'iieqL3tjpni+JI-'.'nuiber.1訐t)"；器-出-=£F式量=二-r；工-二廣一二.-.W-總seHEatlW"".-iflt21=ljJhlk|equallcnUr口b-11Luiki)t-a*|(,.nud|rurriKr.top-r-"日上七1>“-j%11Hl一?K-Jiuee-1.tlwlieqwTla

15、Clil'CI(;兇，如卡丁國(guó)uatlcMHI；“：-r-必-:y二-(幽)tf、+!)!：.?，”，-.op"1訃i>jelit-:=-二-二cBa*Fp二一甲¥"tTor：rEdJ，.utfr：?位對(duì)小團(tuán)匕叫小p-Pr«cdf;tr>p1|tirTp2;；if(p-u/'l-二一if'p-'>'I|p-»)<ilK”P(pán)W嚴(yán)"，:二-_fjft''學(xué)好M力lrw再干爐量"二：步hllxIrep口-'51tra1-11卬-MR，：Isi.

16、：EpEr.pcpi)juil-rui4K<-pof'O!MTt朋即,二；/iF%.孫同山.，丁二二二二二二二（rHfrH,同irrtinj）11岫-中應(yīng)叫h|山-Y|曲-多（1nPTk-,iur-：iiiEr-丁中卜】£.：沖一，卜廠"I-消*0日】；ibTTplttr*丁卬；邙心tEL：E3-/-）ii-vi：r；-''：.-t-；-T-r-k師小rlsr杯：網(wǎng)，印五噸匕Ih.tutewft-ctE(rti«>rvi)；c»t<*qwHiMrmtem.舶尬rlw:匚由中圜吟博缶一依LTjrM出1匚那/eJR&

17、#187;*-r:J苗希#.復(fù)就.=羋號(hào)j拄茅：-«*-fl4-KT3«0DG«避百使中衛(wèi)Y第請(qǐng)通、.y吉.SflAn：一括號(hào)檢測(cè):請(qǐng)輸入算式,以(等號(hào))結(jié)束.2+1+(2+3=翳醯戢是請(qǐng)輸入y否則輸入叱非法輸入檢測(cè):請(qǐng)輸入算式，以(等號(hào))結(jié)束.1+1$=囂酷既編野鬻烷四.MFC界面介紹.我們不滿(mǎn)足于DC限制的黑框框界面，所以我們運(yùn)用了MFC界面。(1)界面初步簡(jiǎn)介：(2)對(duì)程序的改動(dòng):原C程序的拆分棧的定義定義兩個(gè)樣散于棧SB?5tt規(guī)定一strings注存數(shù)字與運(yùn)亙計(jì)蛔病也綁定CSTRIMG短用于顯示，二"函接下因?yàn)轳从肐巨國(guó)故.也就代為了計(jì)算丈03

18、徭止CMrWE：棧的定義與，fIV.UWC.Re”(PuU<:out4enunilCOO;HltopvoidtfartO.VOBW(C2”ooufUpcrtr©cable9sCFopO:wwinoll:數(shù)字棧運(yùn)算符棧計(jì)算函數(shù)潮月計(jì)算函數(shù)，并道個(gè)double生的鉆果用lesull接收返叵約果判斯，仙果result與其整數(shù)部分的直相同則學(xué)過(guò)double法挨為int再譯按為享符數(shù)組如果不等則double轉(zhuǎn):饌為字符物據(jù)斗以后腫儺為。的字符上處苴X，控位數(shù)輸土,使得給果顯示更人性化：新年部分）mShow增加新的字符效組，完成結(jié)果顯示計(jì)算式輸入函數(shù)«c千八0.'g)；5

19、aK*MdBu28o/TOOOiCMBAMMi11J抬Wirtcwl：f/«,*|l«CMOnBo<lkM6<.nor?0(toooAC-itiomNyf55wb«MD-attire-1>$<«-'：Upd»r«OMM«ALMl技植1（BUTTON1）舉例，CSIRING類(lèi)型，mshow拮加字符T對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn),亍更新SIRING類(lèi)型，oquation媽加字符Tqwttoe-guxonwlbisQQU*»oenorM)IXVteOMKAlWk退珞縫（一?。┭蛸?m_Show,hequati

20、on都去掉最亭位對(duì)數(shù)坦送行更新完全消除鍵（AC鍍）舉例:潔士mStx）w，Lequation方數(shù)據(jù)遇沖史殲(3) 對(duì)C+程序的改進(jìn):改進(jìn)的報(bào)錯(cuò)系統(tǒng)即時(shí)椎查畫(huà)崇培收到易闔話叫按郵按下的信息!九數(shù).使用用戶(hù)染蚌及時(shí)發(fā)現(xiàn)輸人命.避疊了出錯(cuò)率新洽入的演愉曜完視計(jì)算五就人錯(cuò)誤時(shí)，茄詼用算也5對(duì)話恒.據(jù)不用諳!并更我出達(dá)為非不觸反底翩磁亙十MFC工鈿住先天肪錯(cuò)-我11對(duì)于用戶(hù)的彈人汽式他te理的限制.即只差通過(guò)按卜按鈕輸入信息,所以用戶(hù)不解卿”、不常美辦左括號(hào)的倒搭,初步糾錯(cuò)據(jù)討的捌羈講一步叫債此時(shí)式錨入#完全,只能對(duì)括號(hào)此時(shí)川子第A完全，讖"括號(hào)肛配送進(jìn)行糾舶.行鈿步糾惜。ri.，即如黑之箭為

21、空.則總接輸人:如果之前不是*，"t,必定出錯(cuò)則彈出指借對(duì)話相asrtMl1T：>>"fPirgtJlgBhl：llci9Am«i*l,BP1-"tfi上4；冉iconH.-uC.H-'a-.nimrtfc-.i*,咽.ifimhutiEiMrtfcm*；L_p_Iea#?mUpHMttiFAi汨-心MMI，iHwH(vqudrilcwi>qtjMbriivngZ1-11«da，l|«tuAH)|K|u«k.injHih3-1J共|M|uJlkiH4QHfb9HJfHiItT|""

22、;T|rqflg/與FE1f門(mén)qitan>n*加、減、乘、除、退格鍵的報(bào)錯(cuò)提示程序的展示計(jì)算式子：8.5+9f(3+4.5*6)-(7.658,9)*12)=23.8/wx清除展示報(bào)錯(cuò)展示五.優(yōu)勢(shì)與不足：優(yōu)勢(shì)：(1)做出了界面，不再是黑框框(2)報(bào)錯(cuò)系統(tǒng)完善，基本不會(huì)出錯(cuò)。(3)結(jié)果顯示正確，不會(huì)出現(xiàn)多余的0。不足：(1)雖然做出了界面，但是還不是很優(yōu)美。(2)功能還不是很強(qiáng)大，不能進(jìn)行三角函數(shù)的運(yùn)算及其他運(yùn)算。這些缺點(diǎn)我們都會(huì)再以后的學(xué)習(xí)中克服掉！源代碼：#include<iostream>#include<cmath>#include<string>

23、;#include<iomanip>usingnamespacestd;voidmenu();/位于calculate函數(shù)后面的菜單函數(shù)聲明doubleD_Operate(doublex,charop,doubley)/雙目運(yùn)算符的運(yùn)算定義(doublea;/計(jì)算結(jié)果switch(op)(case'+':a=x+y;break;case'-':a=x-y;break;case'*':a=x*y;break;case'/':a=x/y;break;case'"a=pow(x,y);break;/哥運(yùn)算包

24、括乘方和開(kāi)方)/因?yàn)槎际抢胐ouble進(jìn)行運(yùn)算因此不定義取模運(yùn)算returna;)charPrecede(charop1,charop2)判斷符號(hào)的優(yōu)先級(jí)op1在返回的結(jié)果符的左邊op2在右邊/用于判定運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)以決定是把運(yùn)算符壓棧還是把棧內(nèi)的運(yùn)算符彈出來(lái)進(jìn)行計(jì)算(if(op1='+'|op1='-')&&(op2='+'|op2='-'|op2=')'110P2='=')|(op1='*'110P1='/')&&(op2=

25、9;+'|op2='-'|op2='*'110P2='/'110P2=')'110P2='=')|(op1=w&&(op2='+'|op2='-'|op2='*'110P2='/'110P2=')'110P2='=')return'>'/上述情況下棧頂運(yùn)算符優(yōu)先級(jí)高于待定運(yùn)算符需彈棧if(op1='('&&op2=')')|(o

26、p1='='&&op2='=')return'='elsereturn'<')intillegal_char(strings,inti)/非法輸入字符判定函數(shù)(intj=0;while(j<i)(if(sj>='0'&&sj<='9')j+;elseif(sj='+'|sj='-'|sj='*'|sj='/'|sj='.'|sj='('|sj=

27、9;)'|sj='A')j+;/以上都是標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字字符和運(yùn)算符如若存在其他形式的字符則是非法輸入else(cout<<"程序終止，存在非法的字符輸入！!"<<endl;return0;)return1;/沒(méi)有非法字符返回1否則返回0)intmatch(strings)/棧結(jié)構(gòu)的括號(hào)匹配檢測(cè)函數(shù)(inti=0,top=0;charstack50;while(si!='0')(if(si='(')stacktop=si;top+;)/push左括號(hào)壓入棧內(nèi)if(si=')')if(s

28、tacktop-1='(')(inta=i+1;stacktop-1=NULL;top-;/把與右括號(hào)匹配的左括號(hào)彈掉else(cout<<"括號(hào)輸入有誤"<<endl;return0;/多了右括號(hào)括號(hào)失陪返回非法/pop'('i+;if(top!=0)(cout<<"括號(hào)輸入有誤"<<endl;return0;/多了左括號(hào)括號(hào)失陪返回非法return1;/返回合法classNUMstack/運(yùn)算數(shù)棧(public:doublenum1000;inttop;voidstart

29、()/初始化棧清空棧頂指針置底(for(inti=0;i<1000;i+)numi=0;top=0;voidpush(chara)/因?yàn)橛卸辔粩?shù)的運(yùn)算因此不能一壓棧就提升棧頂指針(numtop=numtop*10+(a-'0');/把字符轉(zhuǎn)成數(shù)因?yàn)槊看稳霔Ｖ耙?0所以初始化要清0doublepop()(top-;doublenumber=numtop;numtop=0;returnnumber;)/彈棧函數(shù)彈掉棧頂元素棧頂歸0top指針下降doublegetTop()/取棧頂元素但不必彈棧returnnumtop-1;voidlift()/提升top指針的函數(shù)top+

30、;classOPERstack/運(yùn)算符棧public:charoper1000;inttop;voidstart()/初始化函數(shù)棧清空棧底放一"="用于判定算式結(jié)束oper0='='for(inti=1;i<1000;i+)operi=NULL;top=1;/棧頂指針置于棧底的上一位voidpush(chara)opertop=a;top+;/與數(shù)字棧不同一壓棧就可以提升指針charpop()top-;charop=opertop;opertop=NULL;returnop;/彈出計(jì)算符用于計(jì)算chargetTop()returnopertop-1;/

31、取棧頂符號(hào)但不彈?？捎糜谂卸▋?yōu)先級(jí);voidcalculate(stringequation)/算式計(jì)算函數(shù)(關(guān)鍵函數(shù))NUMstacknumber;/定義運(yùn)算數(shù)棧變量numberOPERstackoper;/定義運(yùn)算符棧變量opernumber.start();oper.start();/把兩個(gè)棧初始化inti=0,len=0,k;charp,sig;doubleyuan1,yuan2;while(equationi!='0')len+;i+;/計(jì)算等式長(zhǎng)度lenif(equationlen-1!='=')cout<<"輸入有誤！沒(méi)有輸入

32、終止符號(hào)等號(hào)“=""<<endl;return;/檢測(cè)有沒(méi)有結(jié)束符等號(hào)"="intle;le=illegal_char(equation,len-1);if(le=0)return;/有非法字符不進(jìn)行后續(xù)計(jì)算le=match(equation);if(le=0)return;/括號(hào)匹配非法不進(jìn)行后續(xù)計(jì)算for(i=0;i<len;i+)初步確定合法后開(kāi)始計(jì)算算式if(equationi>='0'&&equationi<='9')number.push(equationi);/壓

33、數(shù)字字符入棧if(equationi+1<'0'|equationi+1>'9')&&equationi+1!='.')number.lift();/當(dāng)整個(gè)多位運(yùn)算數(shù)讀取完畢后，運(yùn)算數(shù)棧棧頂指針才能提升elseif(equationi='.')/小數(shù)壓棧代碼intx=1;while(equationi+x>='0'&&equationi+x<='9')number.numnumber.top+=(equationi+x-'0')

34、/pow(10,x);/第x位小數(shù)入棧x+;x-;number.lift();i=i+x;elseif(equationi='(')oper.push(equationi);/左括號(hào)無(wú)條件壓棧)else/數(shù)乘方左括號(hào)判斷完畢后其他運(yùn)算符的分類(lèi)討論(if(oper.top=1)/運(yùn)算符棧為空運(yùn)算符可以無(wú)條件入棧oper.push(equationi);else/運(yùn)算符棧不為空則要進(jìn)行優(yōu)先級(jí)判斷(chartemp1=oper.getTop();/取出棧頂符號(hào)chartemp2;/待入棧符號(hào)temp2=equationi;p=Precede(temp1,temp2);if(p=

35、9;<')oper.push(temp2);/棧頂符優(yōu)先級(jí)較低現(xiàn)在待定的運(yùn)算符就可以入棧了if(p='>'|p='=')(charrep=p;/當(dāng)棧頂符優(yōu)先級(jí)不低于待入棧的符號(hào)則運(yùn)算符棧不停地彈棧/進(jìn)行運(yùn)算直到低于待入棧符號(hào)為止rep用于記錄比較結(jié)果要多次進(jìn)行判斷while(rep='>'|p='=')&&(oper.top-1>0)(sig=oper.pop();yuan1=number.pop();yuan2=number.getTop();/靠前的一個(gè)運(yùn)算數(shù)只要取得不要彈出來(lái)if(sig='/'&&yuan1=0)/yuan1是雙目運(yùn)算符后面的第二運(yùn)算元(cout<<