数据结构课程设计算术表达式求值-计算器(Word)

数据结构——算术表达式求值算法.沈阳航空航天大学课程设计报告课程设计名称：数据结构课程设计课程设计题目：算术表达式求值算法院（系）：计算机学院专业：计算机科学与技术班级：学号：姓名：指导教师：丁国辉完成日期：XXXX年01月11日word教育资料.目录第1章概要设计11.1题目的内容与要求11.2总体结构1第2章详细设计32.1栈的顺序存储模块32.2进栈模块32.3出栈模块42.4运算模块42.5判断优先级模块52.6处理表达式主体模块6第3章调试分析8第4章运行结果9参考文献11附录（程序清单）12word教育资料.第1章概要设计1.1题目的内容与要求内容：设计程序，其能够求解任意给定算数表达式的值，算数表达式中的操作符来自于集合{+，－，*，＼}，表达式允许包括小括号“（）”，表达式的输入以“#”作为结束标志。

要求：1) 利用栈结构实现表达式求值算法，即在约定的条件下，正确输入表达式，经过程序的运行之后，给出表达式的值；2) 系统利用C语言实现；3) 独立完成系统的设计、编码和调试。

1.2总体结构本程序主要分为六个模块（主要算法模块图见图1.1）：栈的顺序存储模块、进栈模块、出栈模块、运算模块、判断优先级模块、处理表达式主体模块。

栈的顺序存储模块：分别建立两个栈，第一个用来存储运算符，第二个是用来存储数字。

进栈模块：运算符和数字分别存储在运算符栈和数字栈中，以便运算时的调用。

出栈模块：由于运算的需要，就必须把运算符和数字分别从运算符栈和数字栈中取出来。

运算模块：程序在遇到运算符的时候，根据此模块的要求进行运算。

判断优先级模块：找出栈顶算符和即将入栈算符的对应的下标，然后根据算符间的优先关系表判断出算符的优先关系。

处理表达式主体模块：结合运算模块和判断优先级模块，对表达式进行系统处理，求出算数表达式的值。

算术表达式求值算法出栈模块判断优先级模块处理表达式主体模块栈的顺序存储模块运算模块进栈模块图 1.1 主要算法模块图.第2章详细设计在本次课程设计中，我们用到了栈这个重要的数据结构。

算术表达式的求解-数据结构课程设计报告课程设计报告题目：算术表达式求值一、需求分析 1、设计要求：给定一个算术表达式，通过程序求出最后的结果 1>、从键盘输入要求解的算术表达式； 2>、采用栈结构进行算术表达式的求解过程； 3>、能够判断算术表达式正确与否；4>、对于错误表达式给出提示；5>、对于正确的表达式给出最后的结果； 2、设计构想：为了实现算符优先算法使用两个工作栈，一个称作OPTR，以寄存运算符；另一个称作OPND，用以寄存操作数或运算结果。

在操作数和操作符入栈前，通过一个函数来判别，输入的是操作数还是操作符，操作数入OPND，操作符入OPTR。

在输入表达式的最后输入‘#’，设定‘#’的优先级最低，代表表达式输入结束。

在表达式输入过程中，遇操作数则直接入栈，遇到运算符则与栈顶运算符比较优先级,若当前运算符优先级高，则当前运算符入栈,扫描下一符号;否则栈顶运算符出栈,两操作数出栈,进行运算,所得结果入数栈,重新比较当前运算符与新栈顶运算符。

如此重复直到栈顶运算符与当前符号均为‘#’，运算结束。

二、概要设计1、本程序包含的模块：栈模块——实现栈抽象数据类型运算模块——实现数据表达式的运算主程序模块算术运算式的求解栈模块主函数模块main 运算模块定义栈结构初始化栈出栈入栈取栈顶元素判断输入字符类型判断符号优先级基础运算函数运算函数三、详细设计栈模块1、定义栈结构 struct Sqstack{elemtype *top;//栈顶元素 elemtype *base; //栈底元素 int stacksize;//栈的大小 };2、栈的基本操作①初始化栈status initstack(struct Sqstack &s) {=(elemtype *)malloc(stack_size*sizeof(elemtype)); if(!) return OVERFLOW; =;=stack_size; return OK; } ②入栈status push(struct Sqstack &s,elemtype e) {if(>=) {=(elemtype*)realloc(,(+stack_increasement)*sizeof(elemtype));if(! ) return OVERFLOW; =+; +=stack_increasement; } * ++=e; return OK; } ③出栈elemtype pop(struct Sqstack &s) {elemtype e; if(= =) return ERROR; e=*--;return e; }④取栈顶元素elemtype gettop(struct Sqstack &s) {elemtype e; if(==) return ERROR; e=* ; return e; } 运算模块1、判断输入字符c是否为操作符：若是，则返回1；否则，返回0 int In(int c) {char p[10]=\ int i=0;while(p[i]!='\\0') {if(p[i]==c) return 1;i++; } return 0; }2、判断运算符的优先级char precede(char top,char c)//该函数为判断当前运算符与前一个运算符的优先级，前一个运算符高于或等于当前运算符的优先级则返回‘>’，前一个运算符小于当前运算符的优先级则返‘'; break; case '+': case '-':if(top=='#'||top=='(')result=''; break; case '*': case '/':if(top=='*'||top=='/'||top=='^') result='>'; elseresult=''; elseresult=''; break;case '(': result='': theta=pop(optr); b=pop(opnd); a=pop(opnd); push(opnd,operate(a,theta,b)); break;// 若当前操作符的优先级低于操作符栈的栈顶元素，则将操作符栈栈顶元素出栈，并将操作数栈的栈顶两个元素出栈，计算两个元素间以操作符栈栈顶元素为运算符的数学运算}//switch }//if}//whilereturn pop(opnd); }主程序模块1、main函数void main(int argc,char *argv) {struct Sqstack opnd; //操作数栈 struct Sqstack optr;//操作符栈initstack(opdn); initstack(optr); elemtype result;printf(\ printf(\算术运算式的求解\printf(\ printf(\请输入算术运算表达式(以'#'结尾):\\n\ printf(\result=evaluate(opnd,optr);printf(\printf(\运算的结果是 :\\n \\n%d\\n\printf(\}四、调试分析 1、测试结果1> 测试数据：3+7*2-1# 测试结果：2> 测试数据：(3+7)*2-1# 测试结果：3> 测试数据： 1/0# 测试结果：2、程序时间复杂度为O；3、设计中出现的问题：在开始的设计中没有注意除数不能为0 ，后来加入if(b==0) {printf(\分母为0,the result is error\\n\ result=0; } elseresult=a/b;break;来判断除数是否为0 4、算法改进：1>输入的操作数和操作码于是字符串类型的，在原设计中实现的操作都是对个位数实现的，实用性不大，故在后来的设计中，通过一个标志flag实现了标志操作数的连续输入的判别，继而实现了多位数的表达式运算2>开始只实现了加、减、乘、除及带小括号的数学运算，考虑到实用性，在后来的设计中引入pow函数，实现了乘方的运算，调整结果如下：3>最初设计的运行界面过于单调，不够友好，改进时加入一些*调整调整结果如下：五、课程设计总结本学期是我第一次接触课程设计，发现了很多学习上的问题，也有很多收获。

课程设计报告课程名称数据结构课程设计题目算术表达式求值指导教师设计起始日期 4.18~4.25学院计算机学院系别计算机科学与工程学生姓名班级/学号成绩一、需求分析设计一个算术表达式四则运算的程序，要求完成包括加、减、乘、除运算，包含括号的基本整数表达式的运算。

在这里运算数可以1位长度，也可以多位长度。

在运算之后输出的正确运算结果，输入表达式后演示在求值中运算数栈内的栈顶数据变化过程，最后得到运算结果。

（1）输入：3*（7-2）（2）输出：数据栈栈顶元素：3,7,2,7,5,3,15结果：15（3）自选数据二、概要设计1、使用栈的数据结构表示数据的存储。

2、设计算法将中缀表达式转换成后缀表达式，用栈的数据结构实现表达式的运算。

3、把中缀表达式转换为后缀表达式算法的基本思路是从头到尾地扫描中缀表达式中的每个字符，对于不同类型的字符按不情况进行处理。

三、详细设计数据结构：字符类型栈/* 定义字符类型栈*/typedef struct{char stackname[20];char *base;char *top;} Stack;算法：将中缀表达式转换为后缀表达式void Change(char* s1, char* s2)// 将字符串s1中的中缀表达式转换为存于字符串s2中的后缀表达式{Stack R; // 定义用于暂存运算符的栈InitStack(R); // 初始化栈Push(R,'#'); // 给栈底放入’#’字符，它具有最低优先级0int i,j;i=0; // 用于指示扫描s1串中字符的位置，初值为0j=0; // 用于指示s2串中待存字符的位置，初值为0char ch=s1[i]; // ch保存s1串中扫描到的字符，初值为第一个字符while( ch!='#'){ // 顺序处理中缀表达式中的每个字符if(ch==' ')// 对于空格字符不做任何处理，顺序读取下一个字符ch=s1[++i];else if(ch=='('){ // 对于左括号，直接进栈Push(R,ch);ch=s1[++i];}else if(ch==')'){ // 对于右括号，使括号内的仍停留在栈中的运算符依次// 出栈并写入到s2中while(Peek(R)!='(')s2[j++]=Pop(R);Pop(R); // 删除栈顶的左括号ch=s1[++i];}else if(ch=='+'||ch=='-'||ch=='*'||ch=='/'){ // 对于四则运算符，使暂存在栈中的不低于ch优先级// 的运算符依次出栈并写入到s2中char w=Peek(R);while(Precedence(w)>=Precedence(ch)){ // Precedence(w)函数返回运算符形参的优先级s2[j++]=w;Pop(R); w=Peek(R); }}四、调试分析调试：在设计过程中出现程序不能运行，发现不能找到结束标识符，因此在设计的时候需要人为动态添加结束标识符‘#’，顺利运行算法时间和空间分析：算法的运行时间主要花在while循环上，它从头到尾扫描后缀表达式中的每一个数据（每个操作数或运算符均为一个数据），若后缀表达式由n个数据组成，则此算法的时间复杂度为O(n)。

东北大学信息科学与工程学院数据结构课程设计报告题目十进制整数四则运算计算器课题组长余灏然课题组成员魏嘉张越专业名称计算机科学与技术班级计算机1307指导教师杨雷2015 年1月课程设计任务书题目：十进制整数四则运算计算器问题描述：由输入的四则运算表达式字符串，动态生成算术表达式所对应的二叉树，通过表达式二叉树自动求值并输出。

设计要求：设计十进制整数四则运算计算器。

（1）采用二叉树、栈等数据结构。

（2）给定表达式字符串，生成二叉链表的表达式二叉树。

（3）对表达式二叉树采用后序遍历求值并输出。

（4）可以考虑加入复数四则运算功能。

（5）其它完善性功能。

指导教师签字：2014年12月28日目录1 课题概述 (1)1.1 课题任务 (1)1.2 课题原理 (1)1.3 相关知识 (4)2 需求分析 (4)2.1 课题调研 (5)2.2 用户需求分析 (5)3 方案设计 (5)3.1 总体功能设计 (5)3.2 数据结构设计 (5)3.3 函数原型设计 (5)3.4 主算法设计 (5)3.5 用户界面设计 (5)4 方案实现 (6)4.1 开发环境与工具 (6)4.2 程序设计关键技术 (6)4.3 个人设计实现（按组员分工）4.3.1余灏然设计实现 (6)4.3.2 魏嘉设计实现 (9)4.3.3 张越设计实现 (11)5 测试与调试 (13)5.1 个人测试（按组员分工） (13)5.1.1 余灏然测试 (13)5.1.2 魏嘉测试 (16)5.1.3 张越测试 (20)5.2 组装与系统测试 (25)5.3 系统运行 (25)6 课题总结 (26)6.1 课题评价 (26)6.2 团队协作 (26)6.3 个人设计小结（按组员分工） (26)6.3.1 余灏然设计小结 (26)6.3.2 魏嘉设计小结 (27)6.3.3 张越设计小结 (27)7 附录A 课题任务分工 (28)A-1 课题程序设计分工 (28)A-2 课题报告分工 (29)附录C 用户操作手册（可选） (30)C.1 运行环境说明 (30)C.2 操作说明 (30)1 课题背景1.1 课题任务【问题描述】由输入的四则运算表达式字符串，动态生成算术表达式所对应的二叉树，通过表达式二叉树自动求值并输出。

算术表达式的求解-数据结构课程设计报告数据结构》课程设计报告书题目：算术表达式的求解系别：计算机科学与应用数据结构课程设计目录一、需求分析1、设计要求：本程序需要实现对算术表达式的求解功能，可以支持基本的四则运算，包括加、减、乘、除，同时还需要支持括号的使用。

2、设计构想：我们将使用栈来实现算术表达式的求解。

具体地，我们将把中缀表达式转换为后缀表达式，然后再利用栈来求解后缀表达式。

二、概要设计1、本程序包含的模块：本程序包含两个模块：中缀表达式转后缀表达式模块和后缀表达式求解模块。

三、详细设计1、定义栈结构我们定义一个栈结构，用来存储算术表达式中的运算符和操作数。

具体地，栈中的每个元素都包含两个属性：元素的值和元素的类型。

元素的值可以是一个数字或一个运算符，元素的类型可以是数字或运算符。

我们使用一个数组来实现栈的结构。

为了方便起见，我们还需要定义一些基本的栈操作，如入栈、出栈、判断栈是否为空等。

2、栈的基本操作栈是一种常见的数据结构，具有后进先出（LIFO）的特点。

栈的基本操作包括初始化栈、入栈、出栈、取栈顶元素和运算模块。

1) 初始化栈初始化栈是指将栈的各项属性设置为初始状态。

通常包括将栈顶指针设为-1，表示栈为空。

2) 入栈入栈是指将元素压入栈顶。

入栈操作需要将栈顶指针加1，并将元素存入栈顶位置。

3) 出栈出栈是指将栈顶元素弹出。

出栈操作需要将栈顶元素取出，并将栈顶指针减1.4) 取栈顶元素取栈顶元素是指获取栈顶元素的值，但不将其弹出。

取栈顶元素操作只需要返回栈顶元素的值即可。

5) 运算模块栈可以用于实现各种运算，例如中缀表达式的转换和计算、括号匹配等。

运算模块需要根据具体需求进行设计和实现。

3、判断运算符的优先级在进行中缀表达式的转换和计算时，需要判断运算符的优先级。

通常采用栈来实现这一功能。

具体实现方法是将运算符入栈，当遇到新的运算符时，将其与栈顶运算符进行比较，如果新运算符的优先级高于栈顶运算符，则将其入栈，否则将栈顶运算符弹出并输出，直到新运算符可以入栈为止。

数据结构课程设计-计算器数据结构课程设计计算器在计算机科学的学习中，数据结构是一门重要的基础课程。

通过这门课程的学习，我们能够深入理解和掌握如何有效地组织和管理数据，以提高程序的运行效率和性能。

本次课程设计的任务是开发一个简单的计算器程序，通过运用所学的数据结构知识，实现基本的算术运算功能。

一、需求分析首先，我们需要明确计算器程序的功能需求。

这个计算器应该能够支持常见的四则运算，即加法、减法、乘法和除法。

用户可以通过输入表达式，例如“2 ＋3”、“5 2”、“3 4”、“8 ／2”等，程序能够正确计算并输出结果。

此外，为了提高用户体验，计算器还应该能够处理错误输入，例如输入的表达式不符合语法规则或者除数为 0 等情况，并给出相应的错误提示信息。

二、数据结构选择为了实现上述功能，我们需要选择合适的数据结构来存储和处理输入的表达式。

在这个计算器程序中，我们可以使用栈这种数据结构。

栈是一种后进先出（Last In First Out，LIFO）的数据结构，非常适合处理表达式的计算。

我们可以创建两个栈，一个用于存储操作数，另一个用于存储操作符。

当用户输入一个表达式时，我们按照从左到右的顺序逐个字符进行处理。

如果是数字，则将其转换为整数并压入操作数栈；如果是操作符，则将其压入操作符栈。

在计算过程中，我们从操作符栈中取出操作符，从操作数栈中取出相应数量的操作数进行计算，将计算结果压回操作数栈。

三、算法设计1、表达式解析算法从左到右扫描表达式。

如果遇到数字，将其作为一个整数提取出来，并压入操作数栈。

如果遇到操作符（＋、、、／），则将其压入操作符栈。

如果遇到左括号“（”，则将其压入操作符栈。

如果遇到右括号“）”，则从操作符栈中弹出操作符，从操作数栈中弹出操作数，进行计算，直到遇到左括号为止。

2、计算算法当操作符栈不为空时，从操作符栈中弹出一个操作符。

根据操作符的类型，从操作数栈中弹出相应数量的操作数。

进行计算，并将结果压回操作数栈。

课程设计报告题目：计算表达式的值1.问题描述对于给定的一个表达式，表达式中可以包括常数、算术运行符（“+”、“-”、“*”、“/”）和括号，编写程序计算表达式的值。

基本要求：从键盘输入一个正确的中缀表达式，将中缀表达式转换为对应的后缀表达式，并计算后缀表达式的值。

对于表达式中的简单错误，能够给出提示，并给出错误信息；表达式中可以包括单个字母表示的变量。

测试数据：任意选取一个符合题目要求的表达式。

提高要求：（1）能够处理多种操作符。

（2）实现包含简单运算的计算器。

（3）实现一个包含简单运算和函数运算的计算器。

2.需求分析（1）软件的基本功能本软件实在win32工程下实现的带有界面和图标的功能较为齐全的计算器。

此计算器分三个方面进行计算，分别为数值表达式的计算，字母表达式的计算和函数计算。

可由键盘或用鼠标点击按键输入带有数字或字母的中缀表达式，程序可以将输入的带有数字或字母的中缀表达式转换成对应的后缀表达式，并计算只含有数字的后缀表达式的值。

本软件支持含小数、多位数等多种操作数的处理，可以计算含加、减、乘、除、百分号、求余、求幂，求阶乘，求三角函数的值等多种运算符和函数的表达式（2）输入/输出形式用户可通过打开图标弹出来的计算器界面任意点击操作。

对于在输入时发生的简单错误，软件通过弹出对话框给出提示并且在提示错误的同时自动将用户的出错输入略去转化成正确的表达式进行计算，用户也可选择清楚操作然后重新输入a.对于数值和函数表达式软件会输出其表达式的后缀表达式和计算结果并保留六位小数；b.对于字母表达式因字母无法进行数值运算，软件仅输出其后缀表达式的值；清楚按钮可以清楚有已经输入或输出的数据从头计算；软件窗口可实现最小化。

并且输入编辑框可进行修改，复制，粘贴等操作，但后缀表达式和求值结果的编辑框中的内容不可修改，只能执行复制操作。

（3）测试数据要求用户可以输入一个符合要求的中缀表达式，也可以输入一个包含简单错误的表达式。

高级语言程序设计《算术表达式求值》课程设计报告算术表达式求值系统可以实现实现对算术四则混合运算表达式求值，并打印求值过程中运算符栈、操作数栈的变化过程。

第二章系统分析开始运行时界面如下：你可以输入一个表达式，按E对其进行求值。

#include <stdio.h>#include <conio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>#define N 100double numStack[N]={0};//操作数栈int numTop;char opStack[N];//运算符栈int opTop;void print_num(double str1[],int n) {int i;printf("\n操作数栈：\n");for(i=0;i<n;i++)printf("%g ",str1[i]);}void print_op(char str2[],int m) {int j;printf("\n运算符栈：\n");for(j=0;j<m;j++)printf("%c ",str2[j]);}int op(char ch)//判断运算符优先级{if(ch=='+'||ch=='-') return 2;if(ch=='*'||ch=='/') return 3;if(ch=='(') return -1;return 0;}double result(double num1,char op,double num2)//计算{if(op=='+') return num1+num2;if(op=='-') return num1-num2;if(op=='*') return num1*num2;if(op=='/') return num1/num2;return 0;}int compute(char str[]){double num=0;int i=0,j=1,k=1;numTop=opTop=0;while(str[i]!='\0'||opTop>0){if(str[i]>='0'&&str[i]<='9')num=num*10+str[i]-'0';else if( k==1&&str[i]=='-'&&(i==0||op(str[i-1])) )k=-1;else{if(i>0&&!op(str[i-1])&&str[i]!='('&&str[i-1]!=')') {numStack[numTop++]=num*k;if(opTop!=0&&numTop!=0)print_num(numStack,numTop);num=0; j=1; k=1;}if(opTop==0||str[i]=='('){opStack[opTop++]=str[i];print_op(opStack,opTop);}else if(str[i]==')'){while(opTop>0&&opStack[--opTop]!='('){numStack[numTop-2]=result(numStack[numTop-2],opStack[opTop],numStack[numTop-1]);if(opTop!=0&&numTop!=0){print_num(numStack,numTop);print_op(opStack,opTop);}numTop--;}if(opStack[opTop]!='(') return 0;}else{if(str[i]=='\0'&&numTop==0) return 0;while(opTop>0&&op(str[i])<=op(opStack[opTop-1])){numStack[numTop-2]=result(numStack[numTop-2],opStack[--opTop],numStack[numTop-1]);if(opTop!=0&&numTop!=0){print_num(numStack,numTop-1); print_op(opStack,opTop);}numTop--;}if(str[i]!='\0')opStack[opTop++]=str[i];if(opTop!=0&&numTop!=0)print_op(opStack,opTop);}}if(str[i]!='\0')i++;}if(numTop!=1||opTop!=0)return 0;return 1;}void menu(){system("cls");printf("_______________________________\n");printf(" Clear(C) | Equal(E) | Quit(Q) \n");printf("-------------------------------\n");}int main(void){int i=0,j=0,k;char str[N]="\0";char num[N]="\0";char save[N]="\0";char ch;double temp;unsigned long temp2;menu();printf("input an expression,press key 'E' to compute\n");ch=getch();while( 1 ){if(ch==')'||op(ch)||ch>='0'&&ch<='9'){str[i++]=ch;str[i]='\0';menu();printf("input an expression,press key 'E' to compute\n"); printf("%s",str);if( ch=='-'&&(i==1||op(str[i-2]))||ch>='0'&&ch<='9' ){num[j++]=ch;num[j]='\0';}elsej=0;}if(ch=='C'||ch=='c'){if(strlen(str))str[--i]='\0';menu();printf("input an expression,press key 'E' to compute\n");printf("%s",str);}if(ch=='E'||ch=='e'){if(compute(str)){printf("\n=%g\n",numStack[0]); j=0; temp=numStack[0];if(temp<0){temp=-temp;num[j++]='-';num[j]='\0';}temp2=(unsigned long)temp;k=1;while(temp2/k>=10) k*=10;while(k){num[j++]=temp2/k+'0';num[j]='\0';temp2=temp2%k;k/=10;}temp=temp-(int)temp;if(temp!=0){num[j++]='.';num[j]='\0';temp+=0.0000005;}for(k=6;k>0;k--){if(temp==0) break;temp*=10;num[j++]=(int)temp+'0';num[j]='\0';temp=temp-(int)temp;}}i=0; j=0; str[0]='\0';}if(ch=='Q'||ch=='q'){printf("\nare you sure to quit?（Y/N）\n");ch=getch();if(ch=='Y'||ch=='y') break;else{menu();printf("input an expression,press key 'E' to compute\n");printf("%s",str);}}ch=getch();}return 0;}第五章系统测试1.先输入： 3+2*5 后按E求值2.再输入：12/4-5 后按E求值3.再输入Q4.输入Y，退出系统。

数据结构课程设计实验报告(一)表达式求值(计算器)数据结构课程设计实验报告起止时间：2015.12.28-2015.12.311、输入：tan452、输出：13、执行结果：：设计过程中遇到的问题及解决办法：问题：算数表达式以字符串输入，操作数和操作符的提取；解决办法：两两操作符之间如有数字将中间的数字提取强制转换成double型；参考文献：（在设计中参考的书籍、网站等资料）1. 朱振元，《数据结构——C++语言描述》，清华大学出版社，2008年，页码：2./doc/76dd2d95ec630b1c59eef8c75fbfc77da26997be.htm l /detail/gszhouyi/738777指导老师评议：成绩评定：指导教师签名：附件：（程序源代码）#include#include#include#include#define N 100#define pai 3.1415926typedef struct yxj{char operat;int rank;}yxj;typedef struct strchar data[N];}zs;void sjhs(void){char s[10],a[10];double y,x;printf("请输入(sin cos tan 角度制)表达式：\n"); scanf("%s",s);if(strstr(s,"sin")!=0){int i=0,j=0;while(s[i]!='\0'){if(s[i]>='0'&&s[i]s[j++]=s[i];i++;}s[j]='\0';x=atof(s);y=sin(x*pai/180);}else if(strstr(s,"cos")!=0){int i=0,j=0;while(s[i]!='\0'){if(s[i]>='0'&&s[i]s[j++]=s[i];i++;}s[j]='\0';x=atof(s);y=cos(x*pai/180);}else if(strstr(s,"tan")!=0){int i=0,j=0;while(s[i]!='\0'){if(s[i]>='0'&&s[i]s[j++]=s[i];i++;}s[j]='\0';x=atof(s);y=tan(x*pai/180);}else{printf("格式错误\n");return;}printf("%lf\n",y);printf("*****1、继续*****\n");printf("*****0、返回上一层*****\n"); scanf("%s",a);if(strcmp(a,"0")==0)return;else if(strcmp(a,"1")==0)sjhs();elseprintf("没有该选项\n");}void szys(yxj mark[]){yxj os[N];char a[10];char ch;double ns[N];zs zhan[20];int numb[N];int Len,p=0,q=1,i,o=1,n=0;char data[N];os[0]=mark[0];ns[0]=0;printf("请输入算术（+ - * / ^）表达式（以= 结束）：\n");scanf("%s",data);if(strcmp(data,"+")==0||strcmp(data,"-")==0||strcmp(data,"*")==0||str cmp(data,"/")==0 ||strcmp(data,"^")==0||strcmp(data,"=")==0){printf("格式错误\n");return;}Len=strlen(data);numb[0]=0;for(i=0;izhan[i].data[0]='\0';for(i=0;i{int t=0;if((data[i]=='^'||data[i]=='+'||data[i]=='-'||data[i]=='*'||data[i]=='/'||data[i]=='('||data[i]==')'||data[i]=='=')) {int j,k=0;if((data[i]=='='||data[i]=='^'||data[i]=='+'||data[i]=='-'||data[i]=='*'||data[i]=='/')&&(data[i-1]=='^'||data[i-1]=='+'||data[i-1]=='-'||data[i-1]=='*'||data[i-1]=='/')){printf("格式错误\n");return;}numb[q++]=i;while(zhan[(p+k)/2].data[0]!='\0'){k++;}for(j=numb[q-2];jif(data[j]>='0'&&data[j]zhan[(p+k)/2].data[t++]=data [j];zhan[(p+k)/2].data[t]='\0';if(zhan[(p+k)/2].data[0]!='\0')ns[n++]=atof(zhan[(p+k)/2].data);p++;for(j=0;jif(mark[j].operat==data[i])break;while(1){.if(mark[j].operat=='('){os[o++]=mark[j];break;}else if(mark[j].rank>os[o-1].rank&&mark[j].operat!='(') { os[o++]=mark[j];break;}else{double numb1,numb2,numb;switch(ch=os[--o].operat){case '+':{numb1=ns[--n];numb2=ns[--n];numb=numb1+numb2;ns[n++]=numb;break;}case '-':{numb1=ns[--n];numb2=ns[--n];numb=numb2-numb1;ns[n++]=numb;break;}case '*':{numb1=ns[--n];numb2=ns[--n];numb=numb2*numb1;ns[n++]=numb;break;}case '/':{numb1=ns[--n];numb2=ns[--n];if(numb1==0){printf("无效操作\n"); return;}else{numb=numb2/numb1;ns[n++]=numb;}break;}case '^':{numb1=ns[--n];numb2=ns[--n];numb=pow(numb2,numb1);ns[n++]=numb;break;}}}}}else if(data[i]>='0'&&data[i]else if(data[i]=='.'); else{printf("格式错误，请重新输入：\n");szys(mark);break;}}printf("%lf\n",ns[0]);printf("*****1、继续*****\n");printf("*****0、返回上一层*****\n");scanf("%s",&a);if(strcmp(a,"0")==0)return;else if(strcmp(a,"1")==0)szys(mark);elseprintf("没有该选项\n");}int main (){yxj mark[9];mark[0].operat='#';mark[0].rank=-1;mark[1].operat='+';mark[1].rank=1;mark[2].operat='-';mark[2].rank=1;mark[3].operat='*';mark[3].rank=2;mark[4].operat='/';mark[4].rank=2;mark[5].operat='(';mark[5].rank=-1;mark[6].operat=')';mark[6].rank=-1;mark[7].operat='=';mark[7].rank=0;mark[8].operat='^';mark[8].rank=3;while(1){char i[10];printf("*****1、四则运算计算器*****\n");printf("*****2、三角函数计算器*****\n"); printf("*****0、退出*****\n");scanf("%s",&i);if(strcmp(i,"0")==0)break;else if(strcmp(i,"1")==0)szys(mark);else if(strcmp(i,"2")==0)sjhs();elseprintf("没有该选项\n");}}-全文完-。

ＸＸXＸXX大学《数据结构》课程设计报告班级：学号：姓名：指导老师:目录一算术表达式求值一、需求分析二、程序得主要功能三、程序运行平台四、数据结构五、算法及时间复杂度六、测试用例七、程序源代码二感想体会与总结算术表达式求值一、需求分析一个算术表达式就是由操作数(oｐeranｄ）、运算符(operator）与界限符（deｌimiter)组成得。

假设操作数就是正整数，运算符只含加减乘除等四种运算符,界限符有左右括号与表达式起始、结束符“#”，如：＃(7+15）*（2３—２8/４）#。

引入表达式起始、结束符就是为了方便.编程利用“算符优先法”求算术表达式得值.二、程序得主要功能（1）从键盘读入一个合法得算术表达式，输出正确得结果。

(2）显示输入序列与栈得变化过程。

三、程序运行平台Ｖｉsｕaｌ C＋+6、0版本四、数据结构本程序得数据结构为栈。

（1）运算符栈部分：struct SqStaｃk ／/定义栈{char *base； //栈底指针ｃｈａr *toｐ; ／/栈顶指针inｔstacｋsiｚe； //栈得长度};inｔInitSｔack (SqＳｔack &ｓ) //建立一个空栈S{ｉf （!(s、ｂａse= (char ＊）ｍalloc(5０＊ｓizeof（chａr）)）)exｉt（0）；ｓ、ｔop=s、bａse;s、staｃksiｚｅ=５0；retuｒn OK；}ｃhar GeｔTop（SqStack s,char &e) /／运算符取栈顶元素｛iｆ (s、ｔop==s、ｂase) //栈为空得时候返回EＲROR｛ﻩ prｉntf(＂运算符栈为空！＼n")；ﻩ reｔurn ERＲＯR;｝elsee＝*（s、ｔoｐ-1); //栈不为空得时候用ｅ做返回值，返回S得栈顶元素，并返回OK returnＯＫ;｝ｉnt Push(SqStacｋ＆s，cｈａr ｅ） //运算符入栈｛if （s、tｏp—s、baｓe >= ｓ、ｓtacksｉzｅ）ﻩ{ｐriｎtf（＂运算符栈满!＼n"）;ﻩs、basｅ=（cｈaｒ*）reａlloｃ(s、bａｓe，(s、sｔackｓｉze+5)*ｓizeoｆ(cｈar））；//栈满得时候,追加5个存储空间ｉf(！s、basｅ)exｉt （OVERＦＬOW）；s、top=s、ｂａsｅ+s、ｓｔacｋsize;s、ｓtaｃksiｚｅ+=５;}ﻩ＊(s、ｔop）＋＋=e；／/把e入栈ﻩｒeturn OK;}ｉnｔ Pop(SqStaｃk &ｓ，char ＆ｅ） /／运算符出栈｛ｉｆ (s、toｐ==s、base) ／/栈为空栈得时候，返回ERＲOＲ｛ｐrintf（＂运算符栈为空!\n”）;ﻩ return ERROＲ;}else｛ﻩﻩe=＊-—ｓ、tｏp；/／栈不为空得时候用e做返回值，删除S得栈顶元素，并返回ＯK return OK；}}iｎt StackTｒaｖerse（ＳqStacｋ&ｓ)／/运算符栈得遍历｛ﻩchar ＊t；ﻩt=s、ｂａｓｅ；ﻩif (s、top＝=s、baｓe）｛ﻩ printｆ（”运算符栈为空！\ｎ”)； //栈为空栈得时候返回ＥＲRORｒeturn ERＲOＲ;}ｗhile（t！＝s、tｏp)｛ﻩﻩｐrｉｎｔf（" %c",＊t)； //栈不为空得时候依次取出栈内元素t++;ﻩ}ｒeturｎ EＲRＯR；｝（2）数字栈部分：strｕｃt SqSｔackn//定义数栈｛ｉnt *bａse; //栈底指针ｉnt＊tｏp； //栈顶指针ｉnｔ sｔacksｉze； //栈得长度｝;inｔIｎｉtStackｎ (SqSｔackn &s) //建立一个空栈Ｓ{s、base=（int＊）malｌoc（50*sｉzeof(int）);if(！ｓ、ｂase）eｘiｔ（OVEＲFLＯW）；//存储分配失败s、top=s、base；s、stacksizｅ=5０;reｔuｒn OK；｝ｉｎt GｅtToｐn(ＳqＳtａcｋn s,inｔ＆e) //数栈取栈顶元素{if（s、ｔop=＝s、base）{prinｔｆ(＂运算数栈为空!\ｎ＂);//栈为空得时候返回ERRORﻩ rｅturｎ ERROR;}eｌseﻩe＝＊（s、toｐ-1);／/栈不为空得时候，用e作返回值，返回S得栈顶元素，并返回OＫreturｎＯK；｝int Pｕshn（SｑStａckn ＆s，int ｅ) //数栈入栈｛if（s、tｏp—s、ｂasｅ＞＝s、stacksiｚe)｛ﻩﻩprｉｎｔf（"运算数栈满!\ｎ"）；／/栈满得时候,追加5个存储空间ﻩs、base=(int＊）realloc (s、baｓe,(s、stａcksize＋5)＊sｉzｅof（ｉnt));ｉf（!s、base) ｅxit (ＯＶERFLOW)；ﻩs、top=ｓ、bａsｅ＋ｓ、stacｋsize;//插入元素e为新得栈顶元素s、stacksｉｚe+=5；}*（s、top）++=e; /／栈顶指针变化returｎOK;}ｉｎt Popｎ(ＳｑSｔacｋn ＆s，iｎt &e)//数栈出栈｛ﻩif （s、top=＝ｓ、base）｛ﻩ pｒiｎtｆ（"运算符栈为空！\n＂);//栈为空栈得视时候，返回ERRＯＲﻩ retｕrn ERROR；ﻩ｝ｅlse｛ﻩﻩe=＊—-ｓ、tｏp；／/栈不空得时候，则删除S得栈顶元素,用e返回其值，并返回OK ﻩreturｎOK；｝}ｉnt StacｋＴraveｒsｅn（SqStackn &s)/／数栈遍历{ﻩiｎｔ＊t;ﻩｔ=s、basｅ ;ﻩif（s、top==s、basｅ）ﻩ｛pｒinｔf(＂运算数栈为空！\n”）；//栈为空栈得时候返回ERRORﻩ rｅｔｕrn ERＲＯＲ；ﻩ｝ﻩwｈile（t！=ｓ、ｔop)ﻩ{priｎtf(” ％d”，*ｔ); /／栈不为空得时候依次输出t＋＋;｝return ERRＯR；｝五、算法及时间复杂度１、算法:建立两个不同类型得空栈,先把一个‘＃’压入运算符栈。

数据结构课程设计实验报告起止时间：2015.12.28-2015.12.311、输入：tan452、输出：13、执行结果：：设计过程中遇到的问题及解决办法：问题：算数表达式以字符串输入，操作数和操作符的提取；解决办法：两两操作符之间如有数字将中间的数字提取强制转换成double型；参考文献：（在设计中参考的书籍、网站等资料）1. 朱振元，《数据结构——C++语言描述》，清华大学出版社，2008年，页码：2. /detail/gszhouyi/738777指导老师评议：成绩评定：指导教师签名：附件：（程序源代码）#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<string.h>#include<math.h>#define N 100#define pai 3.1415926typedef struct yxj{char operat;int rank;}yxj;typedef struct str{char data[N];}zs;void sjhs(void){char s[10],a[10];double y,x;printf("请输入(sin cos tan 角度制)表达式：\n");scanf("%s",s);if(strstr(s,"sin")!=0){int i=0,j=0;while(s[i]!='\0'){if(s[i]>='0'&&s[i]<='9')s[j++]=s[i];i++;}s[j]='\0';x=atof(s);y=sin(x*pai/180);}else if(strstr(s,"cos")!=0){int i=0,j=0;while(s[i]!='\0'){if(s[i]>='0'&&s[i]<='9')s[j++]=s[i];i++;}s[j]='\0';x=atof(s);y=cos(x*pai/180);}else if(strstr(s,"tan")!=0){int i=0,j=0;while(s[i]!='\0'){if(s[i]>='0'&&s[i]<='9')s[j++]=s[i];i++;}s[j]='\0';x=atof(s);y=tan(x*pai/180);}else{printf("格式错误\n");return;}printf("%lf\n",y);printf("*****1、继续*****\n");printf("*****0、返回上一层*****\n");scanf("%s",a);if(strcmp(a,"0")==0)return;else if(strcmp(a,"1")==0)sjhs();elseprintf("没有该选项\n");}void szys(yxj mark[]){yxj os[N];char a[10];char ch;double ns[N];zs zhan[20];int numb[N];int Len,p=0,q=1,i,o=1,n=0;char data[N];os[0]=mark[0];ns[0]=0;printf("请输入算术（+ - * / ^）表达式（以= 结束）：\n");scanf("%s",data);if(strcmp(data,"+")==0||strcmp(data,"-")==0||strcmp(data,"*")==0||strcmp(data,"/")==0 ||strcmp(data,"^")==0||strcmp(data,"=")==0){printf("格式错误\n");return;}Len=strlen(data);numb[0]=0;for(i=0;i<20;i++)zhan[i].data[0]='\0';for(i=0;i<Len;i++){int t=0;if((data[i]=='^'||data[i]=='+'||data[i]=='-'||data[i]=='*'||data[i]=='/'||data[i]=='('||data[i]==')'||data[i]=='=')) {int j,k=0;if((data[i]=='='||data[i]=='^'||data[i]=='+'||data[i]=='-'||data[i]=='*'||data[i]=='/')&&(data[i-1]=='^'||data[i-1]=='+'||data[i-1]=='-'||data[i-1]=='*'||data[i-1]=='/')){printf("格式错误\n");return;}numb[q++]=i;while(zhan[(p+k)/2].data[0]!='\0'){k++;}for(j=numb[q-2];j<numb[q-1];j++)if(data[j]>='0'&&data[j]<='9'||data[j]=='.')zhan[(p+k)/2].data[t++]=data[j];zhan[(p+k)/2].data[t]='\0';if(zhan[(p+k)/2].data[0]!='\0')ns[n++]=atof(zhan[(p+k)/2].data);p++;for(j=0;j<8;j++)if(mark[j].operat==data[i])break;while(1){.if(mark[j].operat=='('){os[o++]=mark[j];break;}else if(mark[j].rank>os[o-1].rank&&mark[j].operat!='(') {os[o++]=mark[j];break;}else{double numb1,numb2,numb;switch(ch=os[--o].operat){case '+':{numb1=ns[--n];numb2=ns[--n];numb=numb1+numb2;ns[n++]=numb;break;}case '-':{numb1=ns[--n];numb2=ns[--n];numb=numb2-numb1;ns[n++]=numb;break;}case '*':{numb1=ns[--n];numb2=ns[--n];numb=numb2*numb1;ns[n++]=numb;break;}case '/':{numb1=ns[--n];numb2=ns[--n];if(numb1==0){printf("无效操作\n");return;}else{numb=numb2/numb1;ns[n++]=numb;}break;}case '^':{numb1=ns[--n];numb2=ns[--n];numb=pow(numb2,numb1);ns[n++]=numb;break;}}}}}else if(data[i]>='0'&&data[i]<='9');else if(data[i]=='.');else{printf("格式错误，请重新输入：\n");szys(mark);break;}}printf("%lf\n",ns[0]);printf("*****1、继续*****\n");printf("*****0、返回上一层*****\n");scanf("%s",&a);if(strcmp(a,"0")==0)return;else if(strcmp(a,"1")==0)szys(mark);elseprintf("没有该选项\n");}int main (){yxj mark[9];mark[0].operat='#';mark[0].rank=-1;mark[1].operat='+';mark[1].rank=1;mark[2].operat='-';mark[2].rank=1;mark[3].operat='*';mark[3].rank=2;mark[4].operat='/';mark[4].rank=2;mark[5].operat='(';mark[5].rank=-1;mark[6].operat=')';mark[6].rank=-1;mark[7].operat='=';mark[7].rank=0;mark[8].operat='^';mark[8].rank=3;while(1){char i[10];printf("*****1、四则运算计算器*****\n");printf("*****2、三角函数计算器*****\n");printf("*****0、退出*****\n");scanf("%s",&i);if(strcmp(i,"0")==0)break;else if(strcmp(i,"1")==0)szys(mark);else if(strcmp(i,"2")==0)sjhs();elseprintf("没有该选项\n");}}。

运用数据结构实现计算器运用数据结构实现计算器1.简介本文档将介绍如何使用数据结构来实现一个计算器。

计算器是一种用于执行数学运算的工具，通过输入表达式来计算结果。

我们将使用数据结构来存储和处理表达式中的数据和运算符。

2.功能需求我们的计算器将具有以下功能：●支持基本的四则运算（加法、减法、乘法、除法）●支持括号运算●支持多位数和小数运算●支持优先级运算（乘法和除法的优先级高于加法和减法）3.数据结构设计我们将使用以下数据结构来实现计算器：●栈（Stack）：用于存储运算符和括号，以实现运算符优先级处理和括号匹配。

●队列（Queue）：用于存储数值和中间结果，以实现表达式的计算和保存结果。

4.算法设计计算器的核心算法如下：●表达式解析：将输入的表达式解析为数值和运算符，并存储在队列中。

●运算符优先级处理：使用栈来存储运算符并进行优先级处理，确保正确的运算顺序。

●括号匹配：使用栈来匹配括号，以确保括号内的表达式可以正确计算。

●表达式计算：使用队列中的数值和运算符进行计算，并得出最终结果。

5.界面设计计算器可以有一个简单的用户界面，包括一个文本框用于输入表达式和一个按钮用于计算。

在计算完成后，结果将显示在另一个文本框中。

6.实现步骤要实现计算器，可以按照以下步骤进行：1.设计数据结构：确定使用的数据结构，包括栈和队列。

2.实现表达式解析：编写代码将输入的表达式解析为队列中的数值和运算符。

3.实现运算符优先级处理：编写代码使用栈来处理运算符的优先级。

4.实现括号匹配：编写代码使用栈来匹配括号。

5.实现表达式计算：编写代码使用队列中的数据进行计算并得出结果。

6.设计界面：创建用户界面，包括输入表达式的文本框、计算按钮和显示结果的文本框。

7.组合功能：将各个模块结合起来，实现完整的计算器功能。

7.附件本文档不涉及附件。

8.法律名词及注释本文档不涉及法律名词及注释。

数据结构课程设计报告实验一：计算器设计要求1、问题描述：设计一个计算器，可以实现计算器的简单运算，输出并检验结果的正确性，以及检验运算表达式的正确性。

2、输入：不含变量的数学表达式的中缀形式，可以接受的操作符包括+、-、*、/、%、(、)。

具体事例如下：3、输出：如果表达式正确，则输出表达式的正确结果；如果表达式非法，则输出错误信息。

具体事例如下：知识点：堆栈、队列实际输入输出情况：正确的表达式对负数的处理表达式括号不匹配表达式出现非法字符表达式中操作符位置错误求余操作符左右出现非整数其他输入错误数据结构与算法描述解决问题的整体思路：将用户输入的中缀表达式转换成后缀表达式，再利用转换后的后缀表达式进行计算得出结果。

解决本问题所需要的数据结构与算法：用到的数据结构是堆栈。

主要算法描述如下：A．将中缀表达式转换为后缀表达式：1. 将中缀表达式从头逐个字符扫描，在此过程中，遇到的字符有以下几种情况：1）数字2）小数点3）合法操作符+ - * / %4）左括号5）右括号6）非法字符2. 首先为操作符初始化一个map<std::string,int> priority，用于保存各个操作符的优先级，其中+ -为0，* / %为13. 对于输入的字符串from和输出的字符串to，采用以下过程：初始化遍历器 std::string::iterator it=infix.begin()在当it!=from.end()，执行如下操作4. 遇到数字或小数点时将其加入到后缀表达式：case'1':case'2':case'3':case'4':case'5':case'6':case'7':case '8':case'9':case'0':case'.':{to=to+*it;break;}5. 遇到操作符（+，-，*，/，%）时，如果此时栈顶操作符的优先级比此时的操作符优先级低，则将其入栈，否则将栈中的操作符从栈顶逐个加入到后缀表达式，直到栈空或者遇到左括号，并将此时的操作符加入到栈中，在此过程中需判断表达式中是否出现输入错误：case'+':case'-':case'*':case'/':case'%':{if((it+1)==from.end()){cout<<"输入错误：运算符号右边缺少运算数"<<endl;return false;}if((*it=='*'||*it=='/')&&it==from.begin()){cout<<"输入错误：运算符号左边缺少运算数"<<endl;return false;}if((it+1)!=from.end()&&(*(it+1)=='+'||*(it+1)=='-'||*(it+1)=='*'||*(it+1)=='/' ||*(it+1)=='%')){cout<<"输入错误：运算符号连续出现"<<endl;return false;}to=to+" ";if(sym.empty()){sym.push(*it);break;}tem=sym.top();while(pri[*it]<=pri[tem]&&!sym.empty()&&tem!='('){to=to+tem+" ";sym.pop();if(sym.empty())break;tem=sym.top();}sym.push(*it);break;}6. 遇到“（”时，直接将其加入操作符栈，并且检测输入错误，并且当括号后的第一个符号为-时，说明用户试图输入负号，这种情况我们向目标表达式输出一个0，以达到处理负号的目的：case'(':{if((it+1)==from.end()){cout<<"输入错误：表达式以左括号结尾"<<endl;return false;}//若以+或者-开头，则按照正负号看待，向目标表达式中加入一个0if(*(it+1)=='-'||*(it+1)=='+'){to=to+'0';}if((it+1)!=from.end()&&((*(it+1)=='*'||*(it+1)=='/'||*(it+1)=='%'||*(it+1)==')'))) {cout<<"输入错误：左括号右边不能为运算符号或右括号"<<endl;return false;}if(it!=from.begin()&&(*(it-1)!='+'&&*(it-1)!='-'&&*(it-1)!='*'&&*(it-1)!='/'&&*(it-1)!='%'&&*(it-1)!='(')){cout<<"输入错误：左括号左边不能为运算数或右括号"<<endl;return false;}sym.push(*it);break;}5.遇到“）”时，将栈中的操作符从栈顶逐个弹出并放入后缀表达式中，直到在栈中遇到“（”，并将“（”从栈中弹出：case')':{if((it+1)!=from.end()&&*(it+1)!='+'&&*(it+1)!='-'&&*(it+1)!='*'&&*(it+1)!='/'&&*(it+1)!='%'&&*(it+1)!=')'){cout<<"输入错误：右括号右边不能为运算数"<<endl;return false;}if(it!=from.begin()&&(*(it-1)=='+'||*(it-1)=='-'||*(it-1)=='*'||*(it-1)=='/'||*(it-1)=='%')){cout<<"输入错误：右括号左边不能为运算符号"<<endl;return false;}to=to+" ";if(sym.empty()){cout<<"输入错误：表达式以右括号开始"<<endl;return false;}tem=sym.top();while(tem!='('){to=to+tem+" ";sym.pop();if(sym.empty()){cout<<"输入错误：括号匹配有误"<<endl;return false;}tem=sym.top();}sym.pop();break;}B．计算后缀表达式的主要思想：逐个字符的扫描后缀表达式，遇到单个数字或小数点时则先将其将其存到一个字符串中，当遇到后缀表达式中的分隔符（这里使用空格）时，则将这个字符串转化为数字放到堆栈numstack中；case'1':case'2':case'3':case'4':case'5':case'6':case'7':case '8':case'9':case'0':case'.':{numtemp+=*it;break;}case' ':{if(numtemp!=""){if(numtemp.find('.')&&numtemp.find('.',(numtemp.find('.')+1))!=string::npos){cout<<"输入错误：小数点数目超出："+numtemp<<endl;return false;}strm.str(numtemp);strm>>d;numstack.push(d);numtemp="";strm.str("");strm.clear();break;}break;}2.遇到操作符+，-，*，/，%时，将堆栈numstack中的栈顶的两个数取出来，进行相应操作的运算，并将结果加入到堆栈numstack 中；case'+':{d2=numstack.top();numstack.pop();d1=numstack.top();numstack.pop();numstack.push(d1+d2);break;}case'-':{d2=numstack.top();numstack.pop();d1=numstack.top();numstack.pop();numstack.push(d1-d2);break;}case'*':{d2=numstack.top();numstack.pop();d1=numstack.top();numstack.pop();numstack.push(d1*d2);break;}case'/':{d2=numstack.top();numstack.pop();if(fabs(d2)<0.0000001){cout<<"输入错误：除数不能为0"<<endl;return false;}d1=numstack.top();numstack.pop();numstack.push(d1/d2);break;}case'%':{d2=numstack.top();numstack.pop();d1=numstack.top();numstack.pop();if((fabs(d2-(int)d2))<0.0000001&&(fabs(d1-(int)d1))<0.0000001){int n1=(int)d1;int n2=(int)d2;numstack.push((double)(n1%n2));break;}else{cerr<<"输入错误：求模操作只能作用于整数"<<endl;return false;}}3.直到后缀表达式扫描完并且堆栈numstack中只有一个数值，则此数值为计算的最终结果，否则说明输入有误。

软件技术基础实验报告实验名称：表达式计算器系别：通信工程年级：班级：学生学号：学生姓名：1《数据结构》课程设计报告题目简易计算表达式的演示【题目要求】要求：实现基本表达式计算的功能输入：数学表达式，表达式由整数和“+”、“-”、“×”、“/”、“（”、“）”组成输出：表达式的值基本操作：键入表达式，开始计算，计算过程和结果记录在文档中难点：括号的处理、乘除的优先级高于加减1．前言在计算机中，算术表达式由常量、变量、运算符和括号组成。

由于不同的运算符具有不同的优先级，又要考虑括号，因此，算术表达式的求值不可能严格地从左到右进行。

因而在程序设计时，借助栈实现。

算法输入：一个算术表达式，由常量、变量、运算符和括号组成（以字符串形式输入）。

为简化，规定操作数只能为正整数，操作符为+、-*、/、=，用#表示结束。

算法输出：表达式运算结果。

算法要点：设置运算符栈和运算数栈辅助分析算符优先关系。

在读入表达式的字符序列2.的同时，完成运算符和运算数的识别处理，以及相应运算。

2．概要设计2.1 数据结构设计任何一个表达式都是由操作符，运算符和界限符组成的。

我们分别用顺序栈来寄存表达式的操作数和运算符。

栈是限定于紧仅在表尾进行插入或删除操作的线性表。

顺序栈的存储结构是利用一组连续的存储单元依次存放自栈底到栈顶的数据元素，同时附设指针top 指示栈顶元素在顺序栈中的位置，base 为栈底指针，在顺序栈中，它始终指向栈底，即top=base 可作为栈空的标记，每当插入新的栈顶元素时，指针top 增1，删除栈顶元素时，指针top 减1。

2.2 算法设计为了实现算符优先算法。

可以使用两个工作栈。

一个称为OPTR ，用以寄存运算符，另一个称做OPND ，用以寄存操作数或运算结果。

1.首先置操作数栈为空栈，表达式起始符”#”为运算符栈的栈底元素；2.依次读入表达式，若是操作符即进OPND 栈，若是运算符则和OPTR 栈的栈顶运算符比较优先权后作相应的操作，直至整个表达式求值完毕（即OPTR 栈的栈顶元素和当前读入的字符均为”#”）。

课程设计报告课程名称：数据结构课程设计设计题目：表达式求值（计算器）学院：信息科学与工程学院专业：计算机科学与技术（软件外包）姓名：指导教师：二零一五年十二月二十九日一、设计容与要求1、问题描述设计一个算术计算器，能运算包括四则运算、括号的表达式的运算。

2、设计要求实现（）、+、-、*、/、^ 等运算，实现小数和整数混合运算，优先级的处理，能判断算术表达式是否正确等。

二、算法设计1、输入并建立表达式，运用数组结构体构建将整型数字与操作符结合定义运算符的优先级。

typedef struct yxj{char operat;int rank;}yxj;2、分别建立一个操作数栈和操作符栈存放数字和操作符，定义操作符栈第一个元素优先级最低。

3、自左向右扫描字符串遇到字符串中的数字时一律提取转换成double型存入操作数栈。

遇到操作符时，则将当前运算符的优先级数与运算符栈顶元素的优先级数相比较。

若当前运算符的优先级数大，则进栈；反之，则取出栈顶的运算符，并在数栈中连续取出两个栈顶元素作为运算对象进行运算，并将运算结果存入数栈，然后继续比较当前运算符与栈顶元素的优先级。

直到当前运算符进栈。

4、对比运算符进行+ - * /（）^ 运算。

三、程序代码#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<string.h>#include<math.h>#define N 100typedef struct yxj{char operat;int rank;}yxj;typedef struct str{char data[N];}zs;void szys(yxj mark[]){yxj os[N];char ch;double ns[N];zs zhan[20];int numb[N];int Len,p=0,q=1,i,o=1,n=0;char data[N];os[0]=mark[0];printf("请输入算术（+ - * / ^）表达式（以 = 结束）：\n");scanf("%s",data);Len=strlen(data);numb[0]=0;for(i=0;i<20;i++)zhan[i].data[0]='\0';for(i=0;i<Len;i++){int t=0;if(data[i]=='^'||data[i]=='+'||data[i]=='-'||data[i]=='*'||data[i]=='/'||data[ i]=='('||data[i]==')'||data[i]=='='){int j,k=0;if((data[i]=='='||data[i]=='^'||data[i]=='+'||data[i]=='-'||data[i]=='*'||data [i]=='/')&&(data[i-1]=='^'||data[i-1]=='+'||data[i-1]=='-'||data[i-1]=='*'||data[i -1]=='/')){printf("格式错误\n");return;}numb[q++]=i;while(zhan[(p+k)/2].data[0]!='\0'){k++;}for(j=numb[q-2];j<numb[q-1];j++)if(data[j]>='0'&&data[j]<='9'||data[j]=='.')zhan[(p+k)/2].data[t++]=data[j];zhan[(p+k)/2].data[t]='\0';if(zhan[(p+k)/2].data[0]!='\0')ns[n++]=atof(zhan[(p+k)/2].data);p++;for(j=0;j<8;j++)if(mark[j].operat==data[i])break;while(1){if(mark[j].operat=='('){os[o++]=mark[j];break;}else if(mark[j].rank>os[o-1].rank&&mark[j].operat!='(') {os[o++]=mark[j];break;}else{double numb1,numb2,numb;ch=os[--o].operat;if(ch=='+'){numb1=ns[--n];numb2=ns[--n];numb=numb1+numb2;ns[n++]=numb;}if(ch=='-'){numb1=ns[--n];numb2=ns[--n];numb=numb2-numb1;ns[n++]=numb;}if(ch=='*'){numb1=ns[--n];numb2=ns[--n];numb=numb2*numb1;ns[n++]=numb;}if(ch=='/'){numb1=ns[--n];numb2=ns[--n];if(numb1==0){printf("无效操作\n");return;}else{numb=numb2/numb1;ns[n++]=numb;}}if(ch=='^'){numb1=ns[--n];numb2=ns[--n];numb=pow(numb2,numb1);ns[n++]=numb;}}}}else if(data[i]>='0'&&data[i]<='9');else if(data[i]=='.');else{printf("格式错误，请重新输入：\n");szys(mark);break;}}printf("%lf\n",ns[0]);}int main (){yxj mark[9];mark[0].operat='#';mark[0].rank=-1;mark[1].operat='+';mark[1].rank=1;mark[2].operat='-';mark[2].rank=1;mark[3].operat='*';mark[3].rank=2;mark[4].operat='/';mark[4].rank=2;mark[5].operat='(';mark[5].rank=-1;mark[6].operat=')';mark[6].rank=-1;mark[7].operat='=';mark[7].rank=0;mark[8].operat='^';mark[8].rank=3;while(1){char i[N];printf("*****1、计算器*****\n");printf("*****0、退出 *****\n");scanf("%s",&i);if(strcmp(i,"0")==0)break;else if(strcmp(i,"1")==0)szys(mark);elseprintf("没有该选项\n");}}四、运行测试1.正常四则运算2.乘方运算3.除数为零时4.格式出现错误5.小数运算五、结论这次课程设计让我们更加了解大一学到的C和这个学期学到的数据结构。

沈阳航空航天大学课程设计报告课程设计名称：数据结构课程设计课程设计题目：算术表达式求值算法院（系）：计算机学院专业：计算机科学与技术班级：学号：姓名：指导教师：***完成日期：2013年01月11日沈阳航空航天大学课程设计报告目录第1章概要设计 (1)1.1题目的内容与要求 (1)1.2总体结构 (1)第2章详细设计 (3)2.1栈的顺序存储模块 (3)2.2进栈模块 (3)2.3出栈模块 (4)2.4运算模块 (4)2.5判断优先级模块 (5)2.6处理表达式主体模块 (6)第3章调试分析 (8)第4章运行结果 (9)参考文献 (11)附录（程序清单） (12)第1章概要设计1.1题目的内容与要求内容：设计程序，其能够求解任意给定算数表达式的值，算数表达式中的操作符来自于集合{+，－，*，＼}，表达式允许包括小括号“（）”，表达式的输入以“#”作为结束标志。

要求：1)利用栈结构实现表达式求值算法，即在约定的条件下，正确输入表达式，经过程序的运行之后，给出表达式的值；2)系统利用C语言实现；3)独立完成系统的设计、编码和调试。

1.2总体结构本程序主要分为六个模块（主要算法模块图见图1.1）：栈的顺序存储模块、进栈模块、出栈模块、运算模块、判断优先级模块、处理表达式主体模块。

栈的顺序存储模块：分别建立两个栈，第一个用来存储运算符，第二个是用来存储数字。

进栈模块：运算符和数字分别存储在运算符栈和数字栈中，以便运算时的调用。

出栈模块：由于运算的需要，就必须把运算符和数字分别从运算符栈和数字栈中取出来。

运算模块：程序在遇到运算符的时候，根据此模块的要求进行运算。

判断优先级模块：找出栈顶算符和即将入栈算符的对应的下标，然后根据算符间的优先关系表判断出算符的优先关系。

处理表达式主体模块：结合运算模块和判断优先级模块，对表达式进行系统处理，求出算数表达式的值。

图1.1 主要算法模块图第2章详细设计在本次课程设计中，我们用到了栈这个重要的数据结构。

数据结构课程设计 计算器一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握计算器的基本数据结构原理，包括栈、队列等在计算器中的应用。

2. 使学生理解表达式求值的中缀转后缀方法，并能够运用数据结构实现转换过程。

3. 让学生掌握利用数据结构进行有效计算的过程，如利用栈进行算术表达式的求值。

技能目标：1. 培养学生运用数据结构解决实际问题的能力，如设计并实现一个简单的计算器程序。

2. 培养学生通过编程实践，加深对计算器内部处理机制的理解，提高编程技能。

3. 培养学生团队合作能力，通过小组合作完成课程设计任务。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对计算机科学和编程的兴趣，激发其探究计算器内部原理的欲望。

2. 培养学生严谨的科学态度，注重细节，追求程序的正确性和效率。

3. 培养学生面对问题时，能够积极寻求解决方案，勇于克服困难的精神。

课程性质分析：本课程设计为高年级的数据结构课程实践环节，旨在通过实际案例让学生将理论知识与实际应用相结合，加深对数据结构原理的理解。

学生特点分析：学生已经具备了一定的编程基础和数理逻辑思维能力，能够理解较为复杂的数据结构，并具备一定的程序设计能力。

教学要求：1. 教师应引导学生主动探究，培养学生自主学习能力。

2. 教学过程中注重理论与实践相结合，强调动手实践能力。

3. 注重培养学生的团队协作能力和沟通能力，提高其综合素质。

二、教学内容1. 计算器的基本数据结构原理：- 栈的概念、原理及应用- 队列的概念、原理及应用2. 表达式求值：- 中缀表达式与后缀表达式的转换方法- 利用栈进行后缀表达式的求值3. 计算器程序设计：- 设计计算器程序的需求分析- 计算器程序的数据结构设计- 计算器程序的核心算法实现4. 课程实践：- 按照教学进度，分阶段完成计算器程序的设计与实现- 小组合作，进行程序调试与优化- 提交课程设计报告，分享学习成果教学内容安排与进度：1. 第1周：学习计算器基本数据结构原理，了解栈、队列的应用场景2. 第2周：学习表达式求值方法，掌握中缀转后缀及后缀求值算法3. 第3周：进行计算器程序设计，完成需求分析、数据结构设计和核心算法实现4. 第4周：课程实践，小组合作完成计算器程序的设计与实现，进行调试与优化5. 第5周：提交课程设计报告，进行成果分享和总结教材章节关联：本教学内容与教材中“数据结构”、“算法设计与分析”章节相关，结合实际案例，引导学生将所学知识应用于计算器程序设计中。

计算机科学与信息工程学院数据结构课程设计设计题目：简单计算器专业计算机软件班级计软2班小组成员蔡松佐陈吉院王希刘军符锦柏曾祖滨刘一霖指导教师张显全2010 年12 月25 日数据结构分工情况组长：蔡松佐组员：曾祖滨、陈吉院、符锦柏、刘军、刘一霖、王希王希：负责设计程序的整体框架（定义数据结构，编写主函数）评分：90分符锦柏：负责编写栈的代码评分：95分蔡松佐：负责编写计算算术表达式的代码评分：95分陈吉院：负责编写比较符号优先级的代码评分：90分曾祖滨：负责将所有代码整合成一个完整的程序评分：88分刘军：负责写实验报告评分：90分刘一霖：负责测试程序，看其是否具有良好的健壮性评分：88分简单计算器一基本功能描述简单的计算器的功能是对基本的加、减、乘、除、四则运算，可对输入的操作数，包括整数，小数等进行运算。

二设计思路本程序主要是采用栈的理论知识，主要用到两个结构体栈，一个用来转化表达式，一个用来计算表达式。

区别就在于一个存储字符，一个存储浮点。

首先，用一个字符数组来存储用户输入的中缀表达式。

然后用栈来把这个表达式转化为后缀表达式，转化时要进行符号优先级比较，这里将‘*’‘/’的优先级定为2，‘+’‘-’定为1，括号和‘=’定为0。

具体思想如下：例如用户输入了1+2*3=，将其存放入一个字符数组中。

先在栈的底部存放一个‘=’号符，用作符号优先级比较。

首先将1存放到另外一个字符数组s1中，再将‘+’号入栈。

入栈的同时与底部的‘=’比较优先级，‘+’的优先级高于‘=’，所以不出栈，之后将2存放入s2中，然后再将‘*’入栈，入栈的同时与‘+’比较符号优先级，‘*’比‘+’高，所以不出栈。

再将3存入s2中。

之后将栈中不是‘=’的运算符都弹出栈，并依次存入s2中。

所以s2中的表达式为123*+。

之后进行计算，计算时用到浮点栈。

首先将s2中的字符依次入栈，遇到运算符时进行计算。

所以将123入栈后，再将‘*’入栈的同时，将前面两个数字进行运算，算出结果为6并存入栈中，之后再将‘+’入栈，再与1进行运算，结果即为7，然后输出结果。

数据结构课程设计报告(二)表达式求值(计算器).课程设计报告课程名称：数据结构课程设计设计题目：表达式求值（计算器）学院：信息科学与工程学院专业：计算机科学与技术（软件外包）姓名：指导教师：二零一五年十二月二十九日word教育资料.一、设计内容与要求1、问题描述设计一个算术计算器，能运算包括四则运算、括号的表达式的运算。

2、设计要求实现（）、+、- 数据结构课程设计设计题目：表达式求值（计算器）学院：信息科学与工程学院专业：计算机科学与技术（软件外包）姓名：指导教师：二零一五年十二月二十九日word教育资料.一、设计内容与要求1、问题描述设计一个算术计算器，能运算包括四则运算、括号的表达式的运算。

2、设计要求实现（）、+、：\n"); scanf("%s",data); Len=strlen(data); numb[0]=0; for(i=0;i20;i++) zhan[i].data[0]='\0'; for(i=0;i='0'data[i]='9'); else if(data[i]=='.'); else { printf("格式错误，请重新输入：\n"); szys(mark); break; } } printf("%lf\n",ns[0]);}int main (){ yxj mark[9]; mark[0].operat='#'; mark[0].rank=-1; mark[1].operat='+'; mark[1].rank=1; mark[2].operat='-'; mark[2].rank=1; mark[3].operat='*'; mark[3].rank=2; mark[4].operat='/'; mark[4].rank=2; mark[5].operat='('; mark[5].rank=-1; mark[6].operat=')'; mark[6].rank=-1; mark[7].opera该选项\n"); }}四、运行测试1.正常四则运算2.乘方运算3.除数为零时4.格式出现错误5.小数运算五、结论这次课程设计让我们更加了解大一学到的C和这个学期学到的数据结构。

数据结构课程设计计算器在计算机科学的学习中，数据结构课程设计是一个非常重要的实践环节。

而本次课程设计的主题是实现一个计算器，这不仅考验了我们对数据结构的理解和运用能力，还锻炼了我们的编程思维和解决实际问题的能力。

一、需求分析在开始设计之前，我们首先需要明确计算器的功能需求。

一个基本的计算器应该能够支持常见的四则运算（加、减、乘、除），以及处理括号的优先级。

此外，还应该能够处理整数和浮点数的运算，并且具备一定的错误处理能力，比如输入非法字符或表达式错误时能够给出相应的提示。

二、数据结构选择为了实现上述功能，我们需要选择合适的数据结构来存储和处理表达式。

栈是一种非常适合的数据结构，因为它具有后进先出（LIFO）的特性，可以方便地处理括号和运算符的优先级。

我们可以使用两个栈，一个用来存储操作数（数字），另一个用来存储运算符。

在处理表达式时，从左到右依次读取字符，如果是数字，则将其压入操作数栈；如果是运算符，则根据运算符的优先级与栈顶运算符进行比较，决定是直接压入运算符栈还是先进行运算。

三、算法设计1、表达式转换首先，需要将用户输入的中缀表达式转换为后缀表达式。

中缀表达式如“（2 ＋ 3) 4 5”，后缀表达式则是“2 3 ＋4 5 ”。

转换的过程中，通过栈来处理括号和运算符的优先级。

2、计算后缀表达式得到后缀表达式后，使用操作数栈进行计算。

从左到右读取后缀表达式的字符，如果是操作数，则压入栈中；如果是运算符，则从栈中弹出两个操作数进行相应的运算，并将结果压回栈中。

最后，栈顶元素即为计算结果。

3、错误处理在整个计算过程中，需要对用户输入的表达式进行错误检查。

例如，检查是否存在非法字符、括号是否匹配、除数是否为零等情况。

如果发现错误，及时给出提示信息。

四、代码实现以下是使用 C+＋语言实现计算器的部分代码示例：｀｀｀cppinclude ＜iostream>include ＜stack>include ＜string>／／判断字符是否为数字bool isDigit(char c) ｛return c ＞＝＇0' ＆＆ c ＜＝＇9'；｝／／计算运算符的优先级int precedence(char op) ｛if （op ＝＝＇＋＇｜｜ op ＝＝＇＇）return 1;if （op ＝＝＇＇｜｜ op ＝＝＇／＇）return 2;return 0;｝／／中缀表达式转后缀表达式std:：string infixToPostfix(std:：string infix) ｛std:：stack<char> opStack;std:：string postfix ＝＂＂；for （char c ： infix) ｛if （isDigit(c)）｛postfix ＋＝ c;｝ else if （c ＝＝＇（＇）｛opStackpush(c)；｝ else if （c ＝＝＇）＇）｛while （！opStackempty(）＆＆ opStacktop(）！＝＇（＇）｛postfix ＋＝ opStacktop(）；opStackpop(）；｝opStackpop(）；｝ else ｛while （！opStackempty(）＆＆ precedence(opStacktop(））＞＝precedence(c)）｛postfix ＋＝ opStacktop(）；opStackpop(）；｝opStackpush(c)；｝｝while （！opStackempty(））｛postfix ＋＝ opStacktop(）；opStackpop(）；｝return postfix;｝／／计算后缀表达式的值double evaluatePostfix(std:：string postfix) ｛std:：stack<double> operandStack;for （char c ： postfix) ｛if （isDigit(c)）｛operandStackpush(c ＇0'）；｝ else ｛double operand2 ＝ operandStacktop(）；operandStackpop(）；double operand1 ＝ operandStacktop(）；operandStackpop(）；switch （c) ｛case ＇＋＇：operandStackpush(operand1 ＋ operand2)；break;case ＇＇：operandStackpush(operand1 operand2)；break;case ＇＇：operandStackpush(operand1 operand2)；break;case ＇／＇：if （operand2!＝ 0) ｛operandStackpush(operand1 ／ operand2)；｝ else ｛std:：cout ＜＜＂除数不能为零！＂＜＜ std:：endl; return －1;｝break;｝｝｝return operandStacktop(）；｝int main(）｛std:：string infixExpression;std:：cout ＜＜＂请输入表达式：＂；std:：cin ＞＞ infixExpression;std:：string postfixExpression ＝ infixToPostfix(infixExpression)；double result ＝ evaluatePostfix(postfixExpression)；std:：cout ＜＜＂结果：＂＜＜ result ＜＜ std:：endl;return 0;｝｀｀｀五、测试与优化在完成代码实现后，需要进行充分的测试以确保计算器的功能正确。