关于用堆栈实现四则运算的问题

[冷西瓜]

我写的这个代码只支持10以内的运算，以#结尾。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
#include <ctype.h>
#include <string.h>
#define STACK_INIT_SIZE 100
#define STACKINCRENMENT 10
#define ERROR 0
#define OK 1

typedef char SElemType;
typedef int Status;

char a[][7]={
    {'>','>','<','<','<','>','>'},
    {'>','>','<','<','<','>','>'},
    {'>','>','>','>','<','>','>'},
    {'>','>','>','>','<','>','>'},
    {'<','<','<','<','<','=',' '},
    {'>','>','>','>',' ','>','>'},
    {'<','<','<','<','<',' ','='}
};

char OP[7]={'+','-','*','/','(',')','#'};

//定义一个栈
typedef struct{
    char *base;
    char *top;
    int stacksize;
}SqStack;

//构造一个空栈
Status InitStack(SqStack &S){
    S.base=(char*)malloc(STACK_INIT_SIZE*sizeof(SElemType));
    if(!S.base) exit(ERROR);
    S.top=S.base;
    S.stacksize=STACK_INIT_SIZE;

    return OK;
}

//进栈
Status Push(SqStack &S,SElemType e){
    if(S.top-S.base>=S.stacksize){//栈满
    //追加空间
        S.base=(SElemType*)realloc(S.base,(S.stacksize+STACKINCRENMENT)*sizeof(SElemType));
    if(!S.base) exit(ERROR);//存储分配失败
    S.top=S.base+S.stacksize;
    S.stacksize+=STACKINCRENMENT;
    }
    *S.top++=e;//若栈不满，则将e插入栈顶
    return OK;
}

//出栈
Status Pop(SqStack &S,SElemType &e){
    //若栈不空，则删除S的栈顶元素
    //用e返回其值，并返回OK
    //否则返回ERROR
    if(S.top==S.base) return ERROR;

    e=*(S.top-1);
    S.top--;

    return OK;
}
//获取栈顶元素
Status GetTop(SqStack S){
	if(S.top==S.base) return ERROR;
	return *(S.top-1);
} 
//检查是否空栈
Status EmptyStack(SqStack &S){
	if(S.top==S.base) return 1;
	else return 0;
} 
//优先级比较
Status Priority(char c1,char c2){
	int i,j;
    switch(c1)
    {
    case'+':i=0;
        break;
    case'-':i=1;
        break;
    case'*':i=2;
        break;
    case'/':i=3;
        break;
    case'(':i=4;
        break;
    case')':i=5;
        break;
    case'#':i=6;
        break;
    }
    switch(c2)
    {
    case'+':j=0;
        break;
    case'-':j=1;
        break;
    case'*':j=2;
        break;
    case'/':j=3;
        break;
    case'(':j=4;
        break;
    case')':j=5;
        break;
    case'#':j=6;
        break;
    }

    return a[i][j];
} 
//判断c是否为操作数
Status JudgeC(char c,char OP[]){
	int i,flag=0;
	for(i=0;i<7;i++){
		if(c==OP[i]){
			flag=1;
			break;
		}
	}
	if(flag==0) return 0;
	else return 1;
} 
//计算Z=xAy
double Calculate(char a,char y,char b){
	char result;
	char i,j;
	i=a-48;
	j=b-48;
	switch(y){
		case'+':result=i+j+48;break;
		case'-':result=i-j+48;break;
		case'*':result=(i*j)+48;break;
		case'/':result=((double)i/(double)j)+48;break;
	}
	
	return result;
} 
int main()
{
	char a,b,c,d,x,y;
    SqStack OPTR;
    SqStack OPND;
    InitStack(OPND);
    InitStack(OPTR);
    Push(OPTR,'#');
    printf("请输入表达式:\n");
    c=getchar();
    while(c!='#'||GetTop(OPTR)!='#'){
    	if(!JudgeC(c,OP)){
    		Push(OPND,c);
    		c=getchar();
		}
		else{
			switch(Priority(GetTop(OPTR),c)){
				case'<':
					Push(OPTR,c);
					c=getchar();
					break;
				case'=':
					Pop(OPTR,x);
					c=getchar();
					break;
				case'>':
					Pop(OPND,b);
					Pop(OPTR,y);
					Pop(OPND,a);
					Push(OPND,Calculate(a,y,b));
					break;
			}
		}
	}
	d=GetTop(OPND)-48;
	printf("result=%d",d);
    
    return 0;
}

但是我想实现10以上的运算，于是我修改了程序（只改了main函数）：

int main()
{
	int i=0,num;
	char a,b,d,x,y;
	char c[MAX_SIZE]={0};
	char* str=(char*)malloc(MAX_SIZE*sizeof(char));
    SqStack OPTR;
    SqStack OPND;
    InitStack(OPND);
    InitStack(OPTR);
    Push(OPTR,'#');
    printf("请输入表达式:\n");
    str=gets(c);
    while(*str!='#'||GetTop(OPTR)!='#'){
    	if(*str>='0' && *str<='9'){  
            do{  
                num=num*10+(*str-'0');  
                str++;  
            }  
            while(*str>='0' && *str<='9');
    		Push(OPND,num);
    		num=0;
    		str--;
		}
		else{
			switch(Priority(GetTop(OPTR),c[i])){
				case'<':
					Push(OPTR,c[i]);
					break;
				case'=':
					Pop(OPTR,x);
					break;
				case'>':
					Pop(OPND,b);
					Pop(OPTR,y);
					Pop(OPND,a);
					Push(OPND,Calculate(a,y,b));
					break;
			}
		}
		i++;
	}
	d=GetTop(OPND)-48;
	printf("result=%.2f",d);
    
    return 0;
}

但是这样改了之后，输入字符串之后，程序就不再继续运行了。。。
请问我该怎么改？

[自信男孩]

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
#include <ctype.h>
#include <string.h>


#define STACK_INIT_SIZE 100
#define STACKINCRENMENT 10

#define ERROR 0
#define OK 1

typedef double SElemType;
typedef int Status;

char a[][7]={
    {'>','>','<','<','<','>','>'},
    {'>','>','<','<','<','>','>'},
    {'>','>','>','>','<','>','>'},
    {'>','>','>','>','<','>','>'},
    {'<','<','<','<','<','=',' '},
    {'>','>','>','>',' ','>','>'},
    {'<','<','<','<','<',' ','='}
};

char OP[7]={'+','-','*','/','(',')','#'};

typedef struct{
    SElemType *base;
    SElemType *top;
    int stacksize;
}SqStack;

Status InitStack(SqStack *S)
{
    S->base = (SElemType *)malloc(STACK_INIT_SIZE * sizeof(SElemType));
    if(!S->base)
        exit(ERROR);
    S->top = S->base;
    S->stacksize = STACK_INIT_SIZE;

    return OK;
}


Status Push(SqStack *S, SElemType e)
{
    if(S->top - S->base >= S->stacksize) {
        S->base = (SElemType *)realloc(S->base,
                (S->stacksize + STACKINCRENMENT) * sizeof(SElemType));
        if(!S->base)
            exit(ERROR);
        S->top = S->base + S->stacksize;
        S->stacksize += STACKINCRENMENT;
    }
    *(S->top++) = e;

    return OK;
}

Status Pop(SqStack *S, SElemType *e)
{
    if(S->top == S->base)
        return ERROR;

    *e = *(S->top - 1);
    S->top--;

    return OK;
}

Status GetTop(SqStack S)
{
    if(S.top == S.base)
        return ERROR;
    return *(S.top - 1);
}

Status EmptyStack(SqStack S)
{
    if(S.top == S.base)
        return OK;
    else
        return ERROR;
}

Status Priority(int c1, int c2)
{
    int i,j;

    switch(c1) {
        case'+':
            i = 0;
            break;
        case'-':
            i = 1;
            break;
        case'*':
            i = 2;
            break;
        case'/':
            i = 3;
            break;
        case'(':
            i = 4;
            break;
        case')':
            i = 5;
            break;
        case'#':
            i = 6;
            break;
    }
    switch(c2)
    {
        case'+':
            j = 0;
            break;
        case'-':
            j = 1;
            break;
        case'*':
            j = 2;
            break;
        case'/':
            j=3;
            break;
        case'(':
            j=4;
            break;
        case')':
            j=5;
            break;
        case'#':
            j=6;
            break;
    }

    return a[i][j];
}

Status JudgeC(char c, char OP[])
{
    int i,flag=0;
    for(i=0;i<7;i++){
        if(c == OP[i]){
            flag=1;
            break;
        }
    }
    if(flag == 0)
        return 0;
    else
        return 1;
}

SElemType Calculate(SElemType a, char y, SElemType b)
{
    SElemType result;

    switch(y) {
        case'+':
            result = a + b * 1.0;
            break;
        case'-':
            result = a - b * 1.0;
            break;
        case'*':
            result = a * b * 1.0;
            break;
        case'/':
            result = a * 1.0 / b;
            break;
    }
    //printf("a = %.2lf, b = %.2lf, result = %.lf\n", a, b, result);

    return result;
}

#define MAX_SIZE    32

int main()
{
    int num = 0;
    SElemType a, b, d, x, y;
    char* str = (char*)malloc(MAX_SIZE*sizeof(char));

    SqStack OPTR;
    SqStack OPND;
    InitStack(&OPND);
    InitStack(&OPTR);
    Push(&OPTR,'#');
    printf("请输入表达式:\n");
    fgets(str, MAX_SIZE, stdin);
    puts(str);
    while(*str != '#' || GetTop(OPTR)!='#'){
        if(*str>='0' && *str<='9'){
            num = 0;
            do{
                num = num * 10 + (*str - '0');
                str++;
            } while(*str >= '0' && *str <= '9');
            Push(&OPND, num);
        }
        else {
            switch(Priority((int)GetTop(OPTR), *str)) {
                case'<':
                    Push(&OPTR, *str);
                    str++;
                    break;
                case'=':
                    Pop(&OPTR, &x);
                    break;
                case'>':
                    Pop(&OPND, &b);
                    Pop(&OPTR, &y);
                    Pop(&OPND, &a);
                    Push(&OPND, Calculate(a, y, b));
                    break;

                case ' ':
                    str++;
                    break;
            }
        }
    }
    d = GetTop(OPND);
    printf("result = %.2lf\n", d);

    return 0;
}

在这个基础上继续优化吧， 这个程序是修改你的部分，但是对于多个括号嵌套还是有问题，希望你继续修改一下。

[自信男孩]

上面的程序支持的是10以内的运算，你的程序只是改了main函数，而没有修改对应的操作，push的第二个参数是一个字符，类似'1', '2'，而你要传入的是一个个值，比如5, 15等等。很明显，目前的栈操作不支持。 建议，将栈的操作有char类型，转成int类型，栈元素也用int类型。

[赵4老师]

仅供参考：

/*---------------------------------------
函数型计算器(VC++6.0,Win32 Console)
功能：
目前提供了10多个常用数学函数:
    ⑴正弦sin
    ⑵余弦cos
    ⑶正切tan
    ⑷开平方sqrt
    ⑸反正弦arcsin
    ⑹反余弦arccos
    ⑺反正切arctan
    ⑻常用对数lg
    ⑼自然对数ln
    ⑽ｅ指数exp
    ⑾乘幂函数^
    ⑿向上取整ceil
    ⒀向下取整floor
    ⒁四舍五入取整round
用法：
如果要求2的32次幂，可以打入2^32<回车>
如果要求30度角的正切可键入tan(Pi/6)<回车>
注意不能打入：tan(30)<Enter>
如果要求1.23弧度的正弦，有几种方法都有效：
sin(1.23)<Enter>
sin 1.23 <Enter>
sin1.23  <Enter>
如果验证正余弦的平方和公式,可打入sin(1.23)^2+cos(1.23)^2 <Enter>或sin1.23^2+cos1.23^2 <Enter>
此外两函数表达式连在一起,自动理解为相乘如：sin1.23cos0.77+cos1.23sin0.77就等价于sin(1.23)*cos(0.77)+cos(1.23)*sin(0.77)
当然你还可以依据三角变换，再用sin(1.23+0.77)也即sin2验证一下。
本计算器充分考虑了运算符的优先级因此诸如：2+3*4^2 实际上相当于：2+(3*(4*4))
另外函数名前面如果是数字,那么自动认为二者相乘.
同理，如果某数的右侧是左括号，则自动认为该数与括弧项之间隐含一乘号。
如：3sin1.2^2+5cos2.1^2 相当于3*sin2(1.2)+5*cos2(2.1)
又如：4(3-2(sqrt5-1)+ln2)+lg5 相当于4*(3-2*(√5 -1)+loge(2))+log10(5)
此外，本计算器提供了圆周率 Pi键入字母时不区分大小写,以方便使用。
----------------------------------------*/
#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <cstdlib>
#include <cstring>
#include <cctype>
#include <cmath>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <windows.h>
using namespace std;
const char Tab=0x9;
const int  DIGIT=1;
const int MAXLEN=16384;
char s[MAXLEN],*endss;
int pcs=15;
double round(double dVal, short iPlaces) {//iPlaces>=0
    char s[30];
    double dRetval;

    sprintf(s,"%.*lf",iPlaces,dVal);
    sscanf(s,"%lf",&dRetval);
    return (dRetval);
}
double fun(double x,char op[],int *iop) {
    while (op[*iop-1]<32) //本行使得函数嵌套调用时不必加括号,如 arc sin(sin(1.234)) 只需键入arc sin sin 1.234<Enter>
        switch (op[*iop-1]) {
        case  7: x=sin(x);    (*iop)--;break;
        case  8: x=cos(x);    (*iop)--;break;
        case  9: x=tan(x);    (*iop)--;break;
        case 10: x=sqrt(x);   (*iop)--;break;
        case 11: x=asin(x);   (*iop)--;break;
        case 12: x=acos(x);   (*iop)--;break;
        case 13: x=atan(x);   (*iop)--;break;
        case 14: x=log10(x);  (*iop)--;break;
        case 15: x=log(x);    (*iop)--;break;
        case 16: x=exp(x);    (*iop)--;break;
        case 17: x=ceil(x);   (*iop)--;break;
        case 18: x=floor(x);  (*iop)--;break;
        case 19: x=round(x,0);(*iop)--;break;
        }
    return x;
}
double calc(char *expr,char **addr) {
    static int deep; //递归深度
    static char *fname[]={"sin","cos","tan","sqrt","arcsin","arccos","arctan","lg","ln","exp","ceil","floor","round",NULL};
    double ST[10]={0.0}; //数字栈
    char op[10]={'+'}; //运算符栈
    char c,*rexp,*pp,*pf;
    int ist=1,iop=1,last,i;

    if (!deep) {
        pp=pf=expr;
        do {
            c = *pp++;
            if (c!=' '&& c!=Tab)
                *pf++ = c;
        } while (c!='\0');
    }
    pp=expr;
    if ((c=*pp)=='-'||c=='+') {
        op[0] = c;
        pp++;
    }
    last = !DIGIT;
    while ((c=*pp)!='\0') {
        if (c=='(') {//左圆括弧
            deep++;
            ST[ist++]=calc(++pp,addr);
            deep--;
            ST[ist-1]=fun(ST[ist-1],op,&iop);
            pp = *addr;
            last = DIGIT;
            if (*pp == '('||isalpha(*pp) && strnicmp(pp,"Pi",2)) {//目的是：当右圆括弧的右恻为左圆括弧或函数名字时，默认其为乘法
                op[iop++]='*';
                last = !DIGIT;
                c = op[--iop];
                goto operate ;
            }
        }
        else if (c==')') {//右圆括弧
            pp++;
            break;
        } else if (isalpha(c)) {
            if (!strnicmp(pp,"Pi",2)) {
                if (last==DIGIT) {
                    cout<< "π左侧遇）" <<endl;exit(1);
                }
                ST[ist++]=3.14159265358979323846264338328;
                ST[ist-1]=fun(ST[ist-1],op,&iop);
                pp += 2;
                last = DIGIT;
                if (!strnicmp(pp,"Pi",2)) {
                    cout<< "两个π相连" <<endl;exit(2);
                }
                if (*pp=='(') {
                    cout<< "π右侧遇（" <<endl;exit(3);
                }
            } else {
                for (i=0; (pf=fname[i])!=NULL; i++)
                    if (!strnicmp(pp,pf,strlen(pf))) break;
                if (pf!=NULL) {
                    op[iop++] = 07+i;
                    pp += strlen(pf);
                } else {
                    cout<< "陌生函数名" <<endl;exit(4);
                }
            }
        } else if (c=='+'||c=='-'||c=='*'||c=='/'||c=='%'||c=='^') {
            char cc;
            if (last != DIGIT) {
                cout<< "运算符粘连" <<endl;exit(5);
            }
            pp++;
            if (c=='+'||c=='-') {
                do {
                    cc = op[--iop];
                    --ist;
                    switch (cc) {
                    case '+':  ST[ist-1] += ST[ist];break;
                    case '-':  ST[ist-1] -= ST[ist];break;
                    case '*':  ST[ist-1] *= ST[ist];break;
                    case '/':  ST[ist-1] /= ST[ist];break;
                    case '%':  ST[ist-1] = fmod(ST[ist-1],ST[ist]);break;
                    case '^':  ST[ist-1] = pow(ST[ist-1],ST[ist]);break;
                    }
                } while (iop);
                op[iop++] = c;
            } else if (c=='*'||c=='/'||c=='%') {
operate:        cc = op[iop-1];
                if (cc=='+'||cc=='-') {
                    op[iop++] = c;
                } else {
                    --ist;
                    op[iop-1] = c;
                    switch (cc) {
                    case '*':  ST[ist-1] *= ST[ist];break;
                    case '/':  ST[ist-1] /= ST[ist];break;
                    case '%':  ST[ist-1] = fmod(ST[ist-1],ST[ist]);break;
                    case '^':  ST[ist-1] = pow(ST[ist-1],ST[ist]);break;
                    }
                }
            } else {
                cc = op[iop-1];
                if (cc=='^') {
                    cout<< "乘幂符连用" <<endl;exit(6);
                }
                op[iop++] = c;
            }
            last = !DIGIT;
        } else {
            if (last == DIGIT) {
                cout<< "两数字粘连" <<endl;exit(7);
            }
            ST[ist++]=strtod(pp,&rexp);
            ST[ist-1]=fun(ST[ist-1],op,&iop);
            if (pp == rexp) {
                cout<< "非法字符" <<endl;exit(8);
            }
            pp = rexp;
            last = DIGIT;
            if (*pp == '('||isalpha(*pp)) {
                op[iop++]='*';
                last = !DIGIT;
                c = op[--iop];
                goto operate ;
            }
        }
    }
    *addr=pp;
    if (iop>=ist) {
        cout<< "表达式有误" <<endl;exit(9);
    }
    while (iop) {
        --ist;
        switch (op[--iop]) {
        case '+':  ST[ist-1] += ST[ist];break;
        case '-':  ST[ist-1] -= ST[ist];break;
        case '*':  ST[ist-1] *= ST[ist];break;
        case '/':  ST[ist-1] /= ST[ist];break;
        case '%':  ST[ist-1] = fmod(ST[ist-1],ST[ist]);break;
        case '^':  ST[ist-1] = pow(ST[ist-1],ST[ist]);break;
        }
    }
    return ST[0];
}
int main(int argc,char **argv) {
    int a;

    if (argc<2) {
        if (GetConsoleOutputCP()!=936) system("chcp 936>NUL");//中文代码页
        cout << "计算函数表达式的值。"<<endl<<"支持(),+,-,*,/,%,^,Pi,sin,cos,tan,sqrt,arcsin,arccos,arctan,lg,ln,exp,ceil,floor,round"<<endl;
        while (1) {
            cout << "请输入表达式：";
            gets(s);
            if (s[0]==0) break;//
            cout << s <<"=";
            cout << setprecision(15) << calc(s,&endss) << endl;
        }
    } else if (argc==2 && 0==strcmp(argv[1],"/?")) {
        if (GetConsoleOutputCP()!=936) system("chcp 936>NUL");//中文代码页
        cout << "计算由≥1个命令行参数给出的函数表达式的值。最后一个参数是.0～.15表示将计算结果保留小数0～15位"<<endl<<"支持(),+,-,*,/,%,^^,Pi,sin,cos,tan,sqrt,arcsin,arccos,arctan,lg,ln,exp,ceil,floor,round"<<endl;
    } else {
        strncpy(s,argv[1],MAXLEN-1);s[MAXLEN-1]=0;
        if (argc>2) {
            for (a=2;a<argc-1;a++) strncat(s,argv[a],MAXLEN-1);//将空格间隔的各参数连接到s
            if (1==sscanf(argv[a],".%d",&pcs) && 0<=pcs && pcs<=15) {//最后一个参数是.0～.15表示将计算结果保留小数0～15位
                printf("%.*lf\n",pcs,calc(s,&endss));
            } else {
                strncat(s,argv[a],MAXLEN-1);
                printf("%.15lg\n",calc(s,&endss));
            }
        } else {
            printf("%.15lg\n",calc(s,&endss));
        }
    }
    return 0;
}

[paschen]

需要重新定义栈的结构，因为超过10之后，一个数字就不是一个字符了

[gzhosp_redAnt]

同意一楼跟三楼所说的，我也用C++（虽然你用的是C）写过一个用栈实现的计算器，我的做法是一开始输入的是字符串，然后我把字符串用 atof 函数转换为数字进行运算的。后来我就自己写了一个函数来把字符串转换为数字。你可以看看我的博客，应该有所启发的 栈实现计算器：http://blog.csdn.net/redrnt/article/details/65485202 将字符串转换为数字：http://blog.csdn.net/redrnt/article/details/70158010