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堆棧應用－后綴式四則計算器

2019-11-17 05:36:32
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供稿：網友

　　本計算器利用堆棧來實現。
1、定義后綴式計算器的堆棧結構
    因為需要存儲的單元不多，這里使用順序棧，即用一維數組來模擬堆棧：
#define MAX 100
int stack[MAX];
int top=0;
    因此程序中定義了長度為MAX的一維數組，這里MAX用宏定義為常數100，我們可以修改宏定義而重新定義堆棧的大小。
    整型數據top為棧頂指示，由于程序開始時堆棧中并無任何數據元素，因此top被初始化為0。
2、存儲后綴式計算器的運算數
    我們定義了堆棧stack[MAX]后，就可以利用入棧操作存儲先后輸入的兩個運算數。
下面看一下是如何實現的：
int push(int i)        /*存儲運算數，入棧操作*/
{
    if(top<MAX)
    {
        stack[++top]=i;    /*堆棧仍有空間，棧頂指示上移一個位置*/
        return 0;
    }
    else                /*堆棧已滿，給出錯誤信息，返回出錯指示*/
    {
                return ERR;
    }
}
    我們在調用函數push時，假如它的返回值為0，說明入棧操作成功；否則，若返回值為ERR(在程序中說明為-1)，說明入棧操作失敗。
3、從堆棧中取出運算數
    當程序中讀完了四則運算符后，我們就可以從堆棧中取出已經存入的兩個運算數，構成表達式，計算出結果。取出運算數的函數采用的正是出棧算法。在本例中，實現該算法的函數 為pop():
int pop();        /*取出運算數，出棧操作*/
{
    int var;      /*定義待返回的棧頂元素*/
    if(top!=NULL)   /*堆棧中仍有數據元素*/
    {
        var=stack[top--];    /*堆棧指示下移一個位置*/
        return var;
    }
    else        /*堆棧為空，給出錯誤信息，并返回出錯返回值*/
        printf("The stack is cmpty!/n");
    return ERR;
}
    同樣，假如堆棧不為空，pop()函數返回堆棧頂端的數據元素，否則，給出棧空提示，并返回錯誤返回值ERR。
4、設計完整的后綴式計算器
    有了堆棧存儲運算數，后綴式計算器的設計就很簡單了。程序首先提示用戶輸入第一個運算數，調用push()函數存入堆棧中；而后提示用戶輸入第二個運算數，同樣調用push()函數存入堆棧中。接下來，程序提示用戶輸入+,-,*,/四種運算符的一種，程序通過switch_case結構判定輸入運算符的種類，轉而執行不同的處理代碼。以除法為例，說明程序的執行流程：
        case '/':
            b=pop();
            a=pop();
            c=a/b;
            printf("/n/nThe result is %d/n",c);
            printf("/n");
            break;
    程序判定用戶輸入的是除號后，就執行上述代碼。首先接連兩次調用pop()函數從堆棧中讀出先前輸入的運算數，存入整型數a和b中；然后執行除法運算，結果存入單元c中。這時需要考慮究竟誰是被除數，誰是除數。由于開始我們先將被除數入棧，根據堆棧“先進后出”的原則，被除數應該是第二次調用pop()函數得到的返回值。而除數則是第一次調用pop()函數得到的返回值。
    最后程序打印出運算結果，并示提示用戶是否繼續運行程序：
printf("/t Continue?(y/n):");
l=getche();
if(l=='n')
    exit(0);
    假如用戶回答是"n"，那么結束程序，否則繼續循環。

完整的程序代碼如下：
#include<stdio.h>
#include<conio.h>
#include<stdlib.h>
#define ERR -1
#define MAX 100        /*定義堆棧的大小*/
int stack[MAX];        /*用一維數組定義堆棧*/
int top=0;            /*定義堆棧指示*/

int push(int i)        /*存儲運算數,入棧操作*/
{
    if(top<MAX)
    {
        stack[++top]=i;    /*堆棧仍有空間，棧頂指示上移一個位置*/
        return 0;
    }
    else
    {
        printf("The stack is full");
        return ERR;
    }
}
int pop()        /*取出運算數，出棧操作*/
{
    int var;        /*定義待返回的棧頂元素*/
    if(top!=NULL)    /*堆棧中仍有元素*/
    {
        var=stack[top--];    /*堆棧指示下移一個位置*/
        return var;        /*返回棧頂元素*/
    }
    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");    /*給出提示信息*/
        printf("/n/tPlease input first number:");      /*輸入第一個運算數*/
        scanf("%d",&m);
        push(m);            /*第一個運算數入棧*/
        printf("/n/tPlease input second number:");    /*輸入第二個運算數*/
        scanf("%d",&n);
        push(n);            /*第二個運算數入棧*/
        printf("/n/tChoose operator(+/-/*//):");
        l=getche();         /*輸入運算符*/
        switch(l)            /*判定運算符，轉而執行相應代碼*/
        {
            case '+':
                b=pop();
                a=pop();
                c=a+b;
             


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