数据结构实验报告总结
设计题目：模拟计算器程序
学生姓名：谢先斌
系别：计算机与通信工程学院
专业：计算机科学与技术
班级：1班
学号：541007010144
指导教师：卢冰李晔
XX 年 6 月 21 日
郑州轻工业学院
课程设计任务书
题目模拟计算器程序
专业、班级计算机科学与技术10-01班学号541007010144 姓名谢先斌
主要内容：
设计一个模拟计算器的程序，要求能对包含加、减、乘、除、括号运算符及SQR和ABS函数的任意整型表达式进行求解。
基本要求：
要检查有关运算的条件，并对错误的条件产生报警。
主要参考资料：
严蔚敏吴伟民编著《数据结构(C语言版)》清华大
学出版社第44页栈、第52页表达式求值
完成期限： XX年6月21日
指导教师签名：
课程负责人签名：
XX年 6月 21 日
一、设计题目
模拟计算器的程序
设计一个模拟计算器的程序，要求能对包含加、减、乘、除、括号运算符及SQR和ABS函数的任意整型表达式进行求解。
设计要求：要检查有关运算的条件，并对错误的条件产生报警。
二、算法设计的思想
本程序设计主要是应用了栈，利用栈的“先进后出”原理，建立了两个栈，分别为运算符栈pOStack和运算数栈pDStack。算法的基本思想(参考课本p53页)是：
(1) 首先置操作数栈为pDStack空栈，表达式起始符为“=”，位运算符栈的栈底元素;
(2) 依次读入表达式中的每个字符，若是操作数则进入pDStack栈，若是运算符则和pOStack栈的栈定运算符比较优先权后作相应操作，直到整个表达式求值完毕(即pOStack栈的栈定元素和当前读入的字符均为“=” )。
三、算法的流程图
本程序的流程如下附图1所示：
附图1 程序流程图
四、算法设计分析
首先创建了两个栈：
typedef struct OPStack //定义运算符栈
{
char opStack;
int top;
}OPStack, *pOPStack;
typedef struct DATAStack //定义运算数栈
{
double stack;
int top;
}DATAStack, *pDATAStack;
来分别存放运算符和运算数。在两个结构体中均有一个top数据域，当top=-1时，表示该站为空栈。
定义一个Evaluateexpression_r()函数来完成函数运算的主要功能：读入表达式，并计算结果。以下是对该函数的分析：
当一次运算开始时，分别调用InitpOPStack(pOPStack &pOStack)函数和InitpDATAStack(pDATAStack &pDStack)
函数分别对运算符栈和运算数栈进行初始化。调用PushOPStack(pOStack, '=')函数来完成运算符栈栈低元素的设置。
通过PushOPStack(pOPStack &pOStack, char ch)函数、PopOPStack(pOPStack &pOStack, char &ch)函数、
PushDATAStack(pDATAStack &pDStack, double d)函数和PopDATAStack(pDATAStack &pDStack, double &d)函数来分别完成运算符和运输数的进出栈操作。getToppOPStack(pOPStack &pOStack)函数和getToppDATAStack(pDATAStack &pDStack) 函数主要是进行得到栈定元素的作用，特别是在对运算符栈优先级的比较中十分重要，其中还会调用IsOP(char &ch) 函数来区分读入的是运算符还是运算数。
ChangeChar(char &c)函数当每次读入一个字符是都会调用一次，主要的作用就是完成不用区分A、S的大小的功能。
Precede(char op1, char op2)函数主要是通过一个二维字符串数组来存放9种运算符的优先级比较的结果，每当读到一个运算符后就进行与运算符栈顶元素比较，通过返回的“、=”结果来进行下一步的操作：''表示运算符和运算数各退栈一次并调用Operate(double a, char theta, double b)函数(主要是对出栈的运算符和运算数进行计算)，
最后将运算结果压入运算数栈pDStack。
当操作结束时运算数栈的栈顶元素就是计算结果，分别调用ClearpOPStack(pOStack)函数清空运算符栈、ClearpDATAStack(pDStack)函数清空运算数栈以待下一次继续进行相关操作。
print_user()函数和exit_E()函数开始和结束时个调用一次，分别完成欢迎界面和退出界面的布置。main()是本程序的主函数，主要通过while语句和switch语句来完成本程序的运行，当输入Y(y)时调用Evaluateexpression_r()函数完成计算，当输入N(n)时，调用exit_E()函数退出本程序的运行。
本程序还考虑到各种异常的处理，如运算时除数为0、被开方数为0等情况的出现，最终的处理是直接退出程序的运行。
五、运行结果分析
1. 程序开始界面，如附图2：
附图2 开始界面
2.如下附图3，附图4分别是选择进入和退出程序界面：
附图3(在以下界面输入计算式即可运行出计算结果如附图5)
附图4 退出界面
附图5 运行界面
