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算法题---带加减乘除和括号的单字母变量表达式转化成逆波兰式
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <malloc.h> #define STACK_INIT_SIZE 100 #define STACK_INCREAMENT 10 #pragma warning(disable:4996)//我用的vs2015,不加这句用scanf会报错(使用了unsafe的函数) typedef struct { //栈 char *base; char *top; int stackSize; } Stack; void initStack(Stack &stack) { //初始化栈 stack.base = stack.top = (char *)malloc(sizeof(char) * STACK_INIT_SIZE); stack.stackSize = STACK_INIT_SIZE; } void push(Stack &S, char p) { //入栈 if (S.top - S.base >= S.stackSize) { S.base = (char*)realloc(S.base, (S.stackSize + STACK_INCREAMENT)*sizeof(char)); S.top = S.stackSize + S.base; S.stackSize += STACK_INCREAMENT; } *S.top++ = p; } void pop(Stack &stack, char &p) { //出栈 if (stack.base == stack.top) { p = NULL; return; } p = *--stack.top; } char getTop(Stack stack) { //获得栈顶元素 if (stack.base == stack.top) return NULL; return *(stack.top - 1); } char *NIBOLAN(char *e) /* 返回表达式e的逆波兰式 */ {//栈s1用于存放运算符,栈s2用于存放逆波兰式 Stack s1, s2;initStack(s1);initStack(s2); push(s1, ‘#‘); //假设字符‘#‘是运算级别最低的运算符,并压入栈s1中 //p指针用于遍历传入的字符串,ch用于临时存放字符,length用于计算字符串长度 char *p = e, ch;int length = 0; for (; *p != ‘\0‘; p++)//逐个字符访问 { switch (*p) { //遇‘(‘则直接入栈s1 //遇‘)‘则将距离栈s1栈顶的最近的‘(‘之间的运算符,逐个出栈,依次送入栈s2,此时抛弃‘(‘ case ‘(‘:push(s1, *p); break; case ‘)‘:while (getTop(s1) != ‘(‘) { pop(s1, ch); push(s2, ch); }pop(s1, ch); break; //遇下列运算符,则分情况讨论: //1.若当前栈s1的栈顶元素是‘(‘,则当前运算符直接压入栈s1; //2.否则,将当前运算符与栈s1的栈顶元素比较,若优先级较栈顶元素大,则直接压入栈s1中, // 否则将s1栈顶元素弹出,并压入栈s2中,直到栈顶运算符的优先级别低于当前运算符,然后再将当前运算符压入栈s1中 case ‘+‘: case ‘-‘: for (ch = getTop(s1); ch != ‘#‘; ch = getTop(s1)) { if (ch == ‘(‘) break; else pop(s1, ch); push(s2, ch); }push(s1, *p); length++; break; case ‘*‘: case ‘/‘: for (ch = getTop(s1); ch != ‘#‘&&ch != ‘+‘&&ch != ‘-‘; ch = getTop(s1)) { if (ch == ‘(‘) break; else pop(s1, ch); push(s2, ch); }push(s1, *p); length++; break; default: push(s2, *p); length++; } } //若栈s1非空,则将栈中元素依次弹出并压入栈s2中 while (s1.base!=s1.top && getTop(s1) != ‘#‘) { pop(s1, ch); push(s2, ch); } //最后将栈s2输出,逆序排列成字符串; char *result; result = (char *)malloc(sizeof(char)*(length + 1)); result += length; * result = ‘\0‘; result--; for (; s2.base!=s2.top; result--) { pop(s2, ch); * result = ch; } ++result; return result; } void main() { while (1) { char str[100]; int i; for (i = 0; i<100; i++)str[i]= ‘\0‘; printf("请输入表达式:\n"); scanf("%s",str); printf("%s", NIBOLAN(str)); } }
(1)首先,需要分配2个栈,栈s1用于临时存储运算符(含一个结束符号),此运算符在栈内遵循越往栈顶优先级越高的原则;栈s2用于输入逆波兰式,为方便起见,栈s1需先放入一个优先级最低的运算符,在这里假定为‘#‘;
(2)从中缀式的左端开始逐个读取字符x,逐序进行如下步骤:
1.若x是操作数,则分析出完整的运算数(在这里为方便,用字母代替数字),将x直接压入栈s2;
2.若x是运算符,则分情况讨论:
若x是‘(‘,则直接压入栈s1;
若x是‘)‘,则将距离栈s1栈顶的最近的‘(‘之间的运算符,逐个出栈,依次压入栈s2,此时抛弃‘(‘;
若x是除‘(‘和‘)‘外的运算符,则再分如下情况讨论:
若当前栈s1的栈顶元素为‘(‘,则将x直接压入栈s1;
若当前栈s1的栈顶元素不为‘(‘,则将x与栈s1的栈顶元素比较,若x的优先级大于栈s1栈顶运算符优先级,则将x直接压入栈s1。否者,将栈s1的栈顶运算符弹出,压入栈s2中,直到栈s1的栈顶运算符优先级别低于(不包括等于)x的优先级,或栈s2的栈顶运算符为‘(‘,此时再则将x压入栈s1;
(3)在进行完(2)后,检查栈s1是否为空,若不为空,则将栈中元素依次弹出并压入栈s2中(不包括‘#‘);
(4)完成上述步骤后,栈s2便为逆波兰式输出结果。但是栈s2应做一下逆序处理,因为此时表达式的首字符位于栈底;
算法题---带加减乘除和括号的单字母变量表达式转化成逆波兰式
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