本计算器利用堆栈来实现。
1、定义后缀式计算器的堆栈结构
因为需要存储的单元不多,这里使用顺序栈,即用一维数组来模拟堆栈:
#define MAX 100
int stack[MAX];
int top=0;
因此程序中定义了长度为MAX的一维数组,这里MAX用宏定义为常数100,我们可以修改宏定义而重新定义堆栈的大小。
整型数据top为栈顶指示,由于程序开始时堆栈中并无任何数据元素,因此top被初始化为0。
2、存储后缀式计算器的运算数
我们定义了堆栈stack[MAX]后,就可以利用入栈操作存储先后输入的两个运算数。
下面看一下是如何实现的:
int push(int i) /*存储运算数,入栈操作*/
{
if(top<MAX)
{
stack[++top]=i; /*堆栈仍有空间,栈顶指示上移一个位置*/
return 0;
}
else /*堆栈已满,给出错误信息,返回出错指示*/
{
printf("The stack is full");
return ERR;
}
}
我们在调用函数push时,假如它的返回值为0,说明入栈操作成功;否则,若返回值为ERR(在程序中说明为-1),说明入栈操作失败。
3、从堆栈中取出运算数
当程序中读完了四则运算符后,我们就可以从堆栈中取出已经存入的两个运算数,构成表达式,计算出结果。取出运算数的函数采用的正是出栈算法。在本例中,实现该算法的函数 为pop():
int pop(); /*取出运算数,出栈操作*/
{
int var; /*定义待返回的栈顶元素*/
if(top!=NULL) /*堆栈中仍有数据元素*/
{
var=stack[top--]; /*堆栈指示下移一个位置*/
return var;
}
else /*堆栈为空,给出错误信息,并返回出错返回值*/
printf("The stack is cmpty!\n");
return ERR;
}
同样,假如堆栈不为空,pop()函数返回堆栈顶端的数据元素,否则,给出栈空提示,并返回错误返回值ERR。
4、设计完整的后缀式计算器
有了堆栈存储运算数,后缀式计算器的设计就很简单了。程序首先提示用户输入第一个运算数,调用push()函数存入堆栈中;而后提示用户输入第二个运算数,同样调用push()函数存入堆栈中。接下来,程序提示用户输入+,-,*,/四种运算符的一种,程序通过switch_case结构判定输入运算符的种类,转而执行不同的处理代码。以除法为例,说明程序的执行流程:
case '/':
b=pop();
a=pop();
c=a/b;
printf("\n\nThe result is %d\n",c);
printf("\n");
break;
程序判定用户输入的是除号后,就执行上述代码。首先接连两次调用pop()函数从堆栈中读出先前输入的运算数,存入整型数a和b中;然后执行除法运算,结果存入单元c中。这时需要考虑究竟谁是被除数,谁是除数。由于开始我们先将被除数入栈,根据堆栈“先进后出”的原则,被除数应该是第二次调用pop()函数得到的返回值。而除数则是第一次调用pop()函数得到的返回值。
最后程序打印出运算结果,并示提示用户是否继续运行程序:
printf("\t Continue?(y/n):");
l=getche();
if(l=='n')
exit(0);
假如用户回答是"n",那么结束程序,否则继续循环。
完整的程序代码如下:
#include<stdio.h>
#include<conio.h>
#include<stdlib.h>
#define ERR -1
#define MAX 100 /*定义堆栈的大小*/
int stack[MAX]; /*用一维数组定义堆栈*/
int top=0; /*定义堆栈指示*/
int push(int i) /*存储运算数,入栈操作*/
{
if(top<MAX)
{
stack[++top]=i; /*堆栈仍有空间,栈顶指示上移一个位置*/
return 0;
}
else
{
printf("The stack is full");
return ERR;
}
}
int pop() /*取出运算数,出栈操作*/
{
int var; /*定义待返回的栈顶元素*/
if(top!=NULL) /*堆栈中仍有元素*/
{
var=stack[top--]; /*堆栈指示下移一个位置*/
return var; /*返回栈顶元素*/
}
else
printf("The stack is empty!\n");
return ERR;
}
void main()
{
int m,n;
char l;
int a,b,c;
int k;
do{
printf("\tAriothmatic Operate simulator\n"); /*给出提示信息*/
printf("\n\tPlease input first number:"); /*输入第一个运算数*/
scanf("%d",&m);
push(m); /*第一个运算数入栈*/
printf("\n\tPlease input second number:"); /*输入第二个运算数*/
scanf("%d",&n);
push(n); /*第二个运算数入栈*/
printf("\n\tChoose operator(+/-/*//):");
l=getche(); /*输入运算符*/
switch(l) /*判定运算符,转而执行相应代码*/
{
case '+':
b=pop();
a=pop();
c=a+b;
printf("\n\n\tThe result is %d\n",c);
printf("\n");
break;
case '-':
b=pop();
a=pop();
c=a-b;
printf("\n\n\tThe result is %d\n",c);
printf("\n");
break;
case '*':
b=pop();
a=pop();
c=a*b;
printf("\n\n\tThe result is %d\n",c);
printf("\n");
break;
case '/':
b=pop();
a=pop();
c=a/b;
printf("\n\n\tThe result is %d\n",c);
printf("\n");
break;
}
printf("\tContinue?(y/n):"); /*提示用户是否结束程序*/
l=getche();
if(l=='n')
exit(0);
}while(1);
}
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