#include<iostream>
using namespace std;
#include<malloc.h>
#include<math.h>
#define MaxSize 100
typedef char ElemType;
typedef double ElemType1;
typedef struct
{
ElemType data[MaxSize]; //存放堆疊中的資料元素
int top; //堆疊頂指標，即存放堆疊頂元素在data陣列中的下標
}SqStack; //順序堆疊型別
void InitStack(SqStack * &s) //初始化堆疊的函式
{
s=(SqStack *)malloc(sizeof(SqStack)); //分配一個順序堆疊空間，首地址存放在s中
s->top=-1; //堆疊頂指標置為-1，表示堆疊空
}
void DestroyStack(SqStack *&s) //銷毀堆疊的函式
{
free(s);
}
bool StackEmpty(SqStack *s) //判斷堆疊是否為空，該函式實際上用于判斷s->top==-1是否成立
{
return(s->top==-1);
}
bool Push(SqStack * &s,ElemType e) //進堆疊
{
if(s->top==MaxSize-1) //堆疊滿的情況，即堆疊上溢位
return false;
s->top++; //堆疊頂指標增1
s->data[s->top]=e; //元素e放在堆疊頂指標處
return true;
}
bool Pop(SqStack * &s,ElemType &e) //出堆疊
{
if(s->top==-1) //堆疊為空的情況，即堆疊下溢位
return false;
e=s->data[s->top]; //取堆疊頂元素
s->top--; //堆疊頂指標減1
return true;
}
bool GetTop(SqStack *s,ElemType &e) //取堆疊頂元素
{
if(s->top==-1) //堆疊為空的情況，即堆疊下溢位
return false;
e=s->data[s->top]; //取堆疊頂元素
return true;
}
typedef struct
{
ElemType1 data[MaxSize]; //存放堆疊中的資料元素
int top; //堆疊頂指標，即存放堆疊頂元素在data陣列中的下標
}SqStack1; //順序堆疊型別
void InitStack(SqStack1 * &s) //初始化堆疊的函式
{
s=(SqStack1 *)malloc(sizeof(SqStack1)); //分配一個順序堆疊空間，首地址存放在s中
s->top=-1; //堆疊頂指標置為-1，表示堆疊空
}
void DestroyStack1(SqStack1 *&s) //銷毀堆疊的函式
{
free(s);
}
bool StackEmpty(SqStack1 *s) //判斷堆疊是否為空，該函式實際上用于判斷s->top==-1是否成立
{
return(s->top==-1);
}
bool Push1(SqStack1 * &s,ElemType1 e) //進堆疊
{
if(s->top==MaxSize-1) //堆疊滿的情況，即堆疊上溢位
return false;
s->top++; //堆疊頂指標增1
s->data[s->top]=e; //元素e放在堆疊頂指標處
return true;
}
bool Pop1(SqStack1 * &s,ElemType1 &e) //出堆疊
{
if(s->top==-1) //堆疊為空的情況，即堆疊下溢位
return false;
e=s->data[s->top]; //取堆疊頂元素
s->top--; //堆疊頂指標減1
return true;
}
bool GetTop1(SqStack1 *s,ElemType1 &e) //取堆疊頂元素
{
if(s->top==-1) //堆疊為空的情況，即堆疊下溢位
return false;
e=s->data[s->top]; //取堆疊頂元素
return true;
}
void trans(char *exp,char postexp[]) //將算術運算式exp轉化成后綴運算式postexp
{
char e;
int i=0;
SqStack*Optr; //定義運算子堆疊指標
InitStack(Optr); //初始化運算子堆疊
while( *exp!='\0') //exp運算式未掃描完時回圈
{
switch(*exp)
{
case '(': //判定左括號
*exp++;
if(*exp=='-')
{
*exp='@';
exp--;
Push(Optr,'(');
*exp++;
break;
}
else
{
*exp--;
Push(Optr,'('); //左括號進堆疊
exp++; //繼續掃描其他字符
break;
}
case ')': //判定右括號
Pop(Optr,e); //出堆疊元素e
while(e!='(') //不為（時回圈
{
postexp[i++]=e; //將e存放到postexe中
Pop(Optr,e); //出堆疊元素e
}
exp++; //繼續掃描其他字符
break;
case '+': //判定為+或-號
case '-':
while(!StackEmpty(Optr)) //堆疊不慷訓圈
{
GetTop(Optr,e); //取堆疊頂元素e
if(e!='(') //e不是'('
{
postexp[i++]=e; //將e存放到postexp中
Pop(Optr,e); //出堆疊元素e
}
else
break; //e是'('時退出回圈
}
Push(Optr,*exp); //將'+'或'-'進堆疊
exp++; //繼續掃描其他字符
break;
case '*': //判定為'*'或'/'號
case '/':
while(!StackEmpty(Optr)) //堆疊不慷訓圈
{
GetTop(Optr,e); //取堆疊頂元素e
if(e=='*'||e=='/') //e是'*'或'/'
{
postexp[i++]=e; //將e存放到postexp中
Pop(Optr,e); //出堆疊元素e
}
else
break; //e是非'*'或'/'時退出回圈
}
Push(Optr,*exp); //將'*'或'/'進堆疊
exp++; //繼續掃描其他字符
break;
case '^': //判斷為^號
while(!StackEmpty(Optr)) //堆疊不慷訓圈
{
GetTop(Optr,e); //取堆疊頂元素e
if(e=='^') //e是'^'
{
postexp[i++]=e; //將e存放到postexp中
Pop(Optr,e); //出堆疊元素e
}
else
break; //e是非'^'時退出回圈
}
Push(Optr,*exp); //將'^'進堆疊
exp++; //繼續掃描其他字符
break;
case 'l': //判斷為log號
while(!StackEmpty(Optr)) //堆疊不慷訓圈
{
GetTop(Optr,e); //取堆疊頂元素e
if(e=='l') //e是'l'
{
postexp[i++]=e; //將e存放到postexp中
Pop(Optr,e); //出堆疊元素e
}
else
break; //e是非'l'時退出回圈
}
Push(Optr,*exp); //將'l'進堆疊
exp+=3; //繼續掃描其他字符
break;
case'c': //判斷為cos號
while(!StackEmpty(Optr)) //堆疊不慷訓圈
{
GetTop(Optr,e); //取堆疊頂元素e
if(e=='c') //e是'l'
{
postexp[i++]=e; //將e存放到postexp中
Pop(Optr,e); //出堆疊元素e
}
else
break; //e是非'c'時退出回圈
}
Push(Optr,*exp); //將'c'進堆疊
exp+=3; //繼續掃描其他字符
break;
case's': //判斷為sin號
while(!StackEmpty(Optr)) //堆疊不慷訓圈
{
GetTop(Optr,e); //取堆疊頂元素e
if(e=='s') //e是's'
{
postexp[i++]=e; //將e存放到postexp中
Pop(Optr,e); //出堆疊元素e
}
else
break; //e是非's'時退出回圈
}
Push(Optr,*exp); //將's'進堆疊
exp+=3; //繼續掃描其他字符
break;
case't': //判斷為tan號
while(!StackEmpty(Optr)) //堆疊不慷訓圈
{
GetTop(Optr,e); //取堆疊頂元素e
if(e=='t') //e是't'
{
postexp[i++]=e; //將e存放到postexp中
Pop(Optr,e); //出堆疊元素e
}
else
break; //e是非't'時退出回圈
}
Push(Optr,*exp); //將't'進堆疊
exp+=3; //繼續掃描其他字符
break;
default: //處理數字字符
while( *exp>='0'&&*exp<='9'||*exp=='.'||*exp=='@') //判定為數字和小數點字符
{
postexp[i++]= * exp;
exp++;
}
postexp[i++]='#'; //用#標識一個數字串結束
}
}
while(!StackEmpty(Optr)) //此時exp掃描完畢，堆疊不空時回圈
{
Pop(Optr,e); //出堆疊元素e
postexp[i++]=e; //將e放到postexp中
}
postexp[i]='\0'; //給postexp運算式添加結束的標志
DestroyStack(Optr); //銷毀堆疊
}
double compvalue(char *postexp) //計算后綴運算式的值
{
double d,a,b,c,e;
int n;
int m;
SqStack1*Opnd; //定義運算元堆疊
InitStack(Opnd); //初始化運算元堆疊
while( *postexp!='\0') //postexp字串未掃描完時回圈
{
switch( *postexp)
{
case'+': //判定為'+'號
Pop1(Opnd,a); //出堆疊元素a
Pop1(Opnd,b); //出堆疊元素b
c=b+a; //計算c
Push1(Opnd,c); //將計算結果c進堆疊
break;
case'-': //判定為'-'號
Pop1(Opnd,a); //出堆疊元素a
Pop1(Opnd,b); //出堆疊元素b
c=b-a; //計算c
Push1(Opnd,c); //將計算結果c進堆疊
break;
case'*': //判定為'*'號
Pop1(Opnd,a); //出堆疊元素a
Pop1(Opnd,b); //出堆疊元素b
c=b*a; //計算c
Push1(Opnd,c); //將計算結果c進堆疊
break;
case'/': //判定為'/'號
Pop1(Opnd,a); //出堆疊元素a
Pop1(Opnd,b); //出堆疊元素b
if(a!=0)
{
c=b/a; //計算c
Push1(Opnd,c); //將計算結果c進堆疊
break;
}
else
{
printf("\n\t除零錯誤!\n");
exit(0); //例外退出
}
case'^': //判定為'^'號
Pop1(Opnd,a); //出堆疊元素a
Pop1(Opnd,b); //出堆疊元素b
c=pow(b,a); //計算c
Push1(Opnd,c); //將計算結果c進堆疊
break;
case'l': //判定為log函式
Pop1(Opnd,a); //出堆疊元素a
Pop1(Opnd,b); //出堆疊元素b
c=(log(a))/(log(b)); //計算c
Push1(Opnd,c); //將計算結果c進堆疊
break;
case'c': //判定為cos函式
Pop1(Opnd,a); //出堆疊元素a
c=cos(a); //計算c
Push1(Opnd,c); //將計算結果c進堆疊
break;
case's': //判定為sin函式
Pop1(Opnd,a); //出堆疊元素a
c=sin(a); //計算c
Push1(Opnd,c); //將計算結果c進堆疊
break;
case't': //判定為tan函式
Pop1(Opnd,a); //出堆疊元素a
c=tan(a); //計算c
Push1(Opnd,c); //將計算結果c進堆疊
break;
default:
d=0; //處理數字字符
n=0;
m=0;
while( *postexp>='0'&& *postexp<='9'||*postexp=='.'||*postexp=='@') //判定為數字或者小數點
{
if(*postexp=='@')
{
m--;
*postexp++;
}
d=10*d+ *postexp-'0';
postexp++;
if( *postexp=='.') //處理小數點之后的數字
{
*postexp++; //跳過小數點
n=0; //無論前面n加了多少次，一旦遇到'.'就從小數點之后開始重新計數
}
n++;
}
d=d/pow(10,(n-1)); .
if(m<0)
{
d=0-d;
}
Push1(Opnd,d); //將數值d進堆疊
break;
}
postexp++; //處理其他字符
}
GetTop1(Opnd,e); //取堆疊頂元素
DestroyStack1(Opnd); //銷毀堆疊
return e; //回傳e
}
void behind(char*postexp) //輸出后綴運算式
{
int t;
t=strlen(postexp);
for(int i=0;i<t;i++)
{
if(*(postexp+i)=='s') {cout<<"sin";continue;}
if(*(postexp+i)=='l') {cout<<"log";continue;}
if(*(postexp+i)=='c') {cout<<"cos";continue;}
if(*(postexp+i)=='t') {cout<<"tan";continue;}
if(*(postexp+i)=='@') {cout<<"-";continue;}
cout<<*(postexp+i);
}
cout<<endl;
}
int main()
{
cout<<"*-- 請輸入算術運算式 --*"<<endl;
cout<<"************************"<<endl;
char exp[MaxSize];
char postexp[MaxSize];
while(1==1)
cin>>exp; //輸入算術運算式
trans(exp,postexp);
cout<<"中綴運算式:"<<exp<<endl;
cout<<"后綴運算式";
behind(postexp);
cout<<"運算式的值"<<compvalue(postexp)<<endl;
return 1;
}
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