c語(yǔ)言_算數(shù)表達(dá)式求值_課程設(shè)計(jì)報(bào)告

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文檔簡(jiǎn)介

1、　　目錄　　一．概述2　　二．總體方案設(shè)計(jì)3　　三．詳細(xì)設(shè)計(jì)4　　四．程序的調(diào)試與運(yùn)行結(jié)果說明5<

2、p>　　五．課程設(shè)計(jì)總結(jié)6　　參考文獻(xiàn)7　　附錄..................................................................................................................................

3、...............8　　一概述　　一、課程設(shè)計(jì)的目的與要求　　本課程設(shè)計(jì)是為了配合《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程的開設(shè),通過設(shè)計(jì)一個(gè)完整的程序,使學(xué)生掌握數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用,算法的編寫,類C語(yǔ)言的算法轉(zhuǎn)換成C程序并用Turbo C2.0或Visual C++6.0上機(jī)調(diào)試的基本方

4、法。要求如下: 1.要充分認(rèn)識(shí)課程設(shè)計(jì)對(duì)自己的重要性,認(rèn)真做好課程設(shè)計(jì)前的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作。 2.既要虛心接受老師的指導(dǎo),又要充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性.結(jié)合課題,獨(dú)立思考,努力鉆研,勤于實(shí)踐,勇于創(chuàng)新。 3.獨(dú)立按時(shí)完成規(guī)定的工作任務(wù),不得弄虛作假,不準(zhǔn)抄襲他人內(nèi)容,否則成績(jī)以不及格計(jì)。 4.課程設(shè)計(jì)期間,無故缺席按曠課處理;缺席時(shí)間達(dá)四分之一以上者,其成績(jī)按不及格處理。 5.在設(shè)計(jì)過程中,要嚴(yán)格要求自己,樹立嚴(yán)肅,

5、嚴(yán)密,嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度,必須按時(shí),按質(zhì),按量完成課程設(shè)計(jì)。 6.小組成員之間,分工明確,但要保持聯(lián)系暢通,密切合作,培養(yǎng)良好的互相幫助和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。　　二、需求分析　　本課程設(shè)計(jì)的課題為表達(dá)式求值，要求：　　1.用戶將表達(dá)式原樣輸入（在表達(dá)式結(jié)尾加上#），能得出結(jié)果（為

6、減小難度，運(yùn)算結(jié)果的10進(jìn)制形式的值，不超過longdouble的存儲(chǔ)范圍）；　　2.輸入的數(shù)可以為小數(shù)（為減小難度，小數(shù)的整數(shù)與小數(shù)部分均不超過10位），負(fù)數(shù)（如果負(fù)數(shù)前有運(yùn)算符，則應(yīng)將負(fù)數(shù)括起來），以及2進(jìn)制，8進(jìn)制，10進(jìn)制，16進(jìn)制的數(shù)（為減小難度，數(shù)出的結(jié)果都以10進(jìn)制形式表示）；　　3.運(yùn)算符號(hào)包括（）、+、—、*、/；括號(hào)可以多重；<

7、/p>　　二總體方案設(shè)計(jì)　　1.使用雙鏈表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表示數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，將用戶輸入的表達(dá)式以字符形式存入雙鏈表中。　　2.對(duì)以負(fù)數(shù)開頭、以括號(hào)開頭、左括號(hào)后緊跟負(fù)數(shù)的特殊情況作處理。　　3.將數(shù)與運(yùn)算符分開；

8、　　4.依次找到表達(dá)式最內(nèi)層括號(hào)，次內(nèi)層括號(hào)..................每次找到括號(hào)內(nèi)的表達(dá)式，便將其進(jìn)行只有加減乘除運(yùn)算的計(jì)算。　　結(jié)構(gòu)體類型：　　//用來存儲(chǔ)字符的結(jié)點(diǎn)類型　　typedef struct CharNode

9、;　　{　　char c;　　struct CharNode *next;　　}CharNode;　　//用來存儲(chǔ)數(shù)的結(jié)點(diǎn)類型　　typedef stru

10、ct IntNode　　{　　long double i;　　struct IntNode *next;　　}IntNode;　　//用來存儲(chǔ)數(shù)的結(jié)點(diǎn)類型

11、　　typedef struct Node　　{　　long double n;　　struct Node_ys_char *next;　　}Node;

12、;　　//用來存儲(chǔ)運(yùn)算符的結(jié)點(diǎn)類型　　typedef struct Node_ys_char　　{　　char c;　　struct Node_ys_ch

13、ar *next_c;　　struct Node *next;　　}Node_ys_char;　　三詳細(xì)設(shè)計(jì)　　我任務(wù)是整個(gè)程序的算法設(shè)計(jì)，以及部分子函數(shù)的編寫，經(jīng)過其他組員編寫的子函數(shù)的處理，將表達(dá)式變?yōu)橐粋€(gè)普通的表達(dá)式，其中數(shù)與

14、運(yùn)算符已經(jīng)分開，將這個(gè)表達(dá)式的頭指針傳遞到我所編寫函數(shù)中，運(yùn)算思想為：找到最內(nèi)層的一對(duì)括號(hào)，計(jì)算括號(hào)間的表達(dá)式的值，得到值之后，用這個(gè)值替換掉原始位置上的一對(duì)括號(hào)，以及其中的表達(dá)式。例如（（（6.5-2*2.25）*2-6）/2+1.5）+3#，第一次替換后為（（2*2-6）/2+1.5）+3#，第二次替換后為（-2/2+1.5）+3#，第三次替換后為0.5+3#，當(dāng)沒有括號(hào)時(shí)調(diào)用四則運(yùn)算函數(shù)直接計(jì)算。<p

15、>　　如果一開始輸入的表達(dá)式中沒有括號(hào)，則直接調(diào)用四則運(yùn)算函數(shù)進(jìn)行計(jì)算。整個(gè)程序的算法思想見流程圖。　　函數(shù)的功能如下：　　主要部分的詳細(xì)流程圖）　　四程序的調(diào)試與運(yùn)行結(jié)果說明　　在編寫只有加減乘除的表達(dá)式求值的表達(dá)式求值時(shí)，

16、原始思想是用兩個(gè)指針分別指向相鄰的兩個(gè)運(yùn)算符，若后者大，則進(jìn)行后面運(yùn)算符的運(yùn)算，然后指針繼續(xù)后移，當(dāng)再次遇到的兩個(gè)運(yùn)算符，前者與后者相等，則進(jìn)行前面運(yùn)算符的運(yùn)算；此算法思想錯(cuò)誤，導(dǎo)致計(jì)算6+2*3+1#結(jié)果正確，而當(dāng)計(jì)算6-2*3+1#時(shí)，卻得出-1的錯(cuò)誤結(jié)果，正確結(jié)果為+1；這是因?yàn)橄扔?jì)算2*3得到6；表達(dá)式變?yōu)?-6+1#；接著進(jìn)行6+1的運(yùn)算，得到7；當(dāng)前計(jì)算循序錯(cuò)誤，導(dǎo)致結(jié)果錯(cuò)誤。后來將程序改為先進(jìn)行優(yōu)先級(jí)高的運(yùn)算符的運(yùn)算，當(dāng)優(yōu)

17、先級(jí)相等時(shí)，不計(jì)算。指針后移，當(dāng)遇到表達(dá)式結(jié)束標(biāo)志時(shí)，便將指針移到表達(dá)式的頭位置，此時(shí)，判斷是否進(jìn)行運(yùn)算的條件發(fā)生變化，當(dāng)前后運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)相等時(shí)，進(jìn)行前面運(yùn)算符的運(yùn)算；使得第一次將乘除運(yùn)算符運(yùn)算完，第二進(jìn)行只有加減運(yùn)算符的運(yùn)算　　五課程設(shè)計(jì)總結(jié)　　進(jìn)過調(diào)試程序能得出大多數(shù)表達(dá)式的正確結(jié)果，雖然經(jīng)過了一些特殊情況表

18、達(dá)式的輸入，得出了正確結(jié)果，但不排除還有某些漏洞使得一些特殊情況的表達(dá)式不能得出正確結(jié)果，還有待進(jìn)一步的測(cè)試。　　特點(diǎn)：本程序能進(jìn)行小數(shù)、以及2進(jìn)制、8進(jìn)制、16進(jìn)制的運(yùn)算。　　不足：結(jié)果都以10進(jìn)制形式表示，用戶不能改變；結(jié)果的10進(jìn)制形式不能超出longdouble型數(shù)據(jù)能存儲(chǔ)的數(shù)的范圍；　　進(jìn)一步的設(shè)想：將

19、數(shù)分段存儲(chǔ)，內(nèi)存動(dòng)態(tài)分配，使其能進(jìn)行天文數(shù)字運(yùn)算；錄入其他的運(yùn)算符例如指數(shù)運(yùn)算，開方運(yùn)算，取余運(yùn)算，解一元一次方程，解二元一次方程組。　　附錄：　　源代碼：　　//用來存儲(chǔ)字符的結(jié)點(diǎn)類型　　typ

20、edef struct CharNode　　{　　char c;　　struct CharNode *next;　　}CharNode;　　//用來存儲(chǔ)數(shù)

21、的結(jié)點(diǎn)類型　　typedef struct IntNode　　{　　long double i;　　struct IntNode *next;　　}IntNode;</

22、b>　　//用來存儲(chǔ)數(shù)的結(jié)點(diǎn)類型　　typedef struct Node　　{　　long double n;　　struct Node_ys_char *next;</p&

23、gt;　　}Node;　　//用來存儲(chǔ)運(yùn)算符的結(jié)點(diǎn)類型　　typedef struct Node_ys_char　　{　　char c;

24、　　struct Node_ys_char *next_c;　　struct Node *next;　　}Node_ys_char;　　char Precede(char x,char y)//運(yùn)算符優(yōu)先級(jí)判斷

25、　{　　int i,j;　　int from[5][5]　　={　　{0,0,-1,-1,0},　　{0,0,-1,-1,0},<

26、;/p>　　{1,1,0,0,1},　　{1,1,0,0,1},　　{0,0,-1,-1,0}　　};//定義一個(gè)二維數(shù)組存放算術(shù)符號(hào)的優(yōu)先級(jí)　　switch(x)

27、　　{　　case '+':i=0;break;　　case '-':i=1;break;　　case '*':i=2;break;　　case '/':i=3;brea

28、k;　　case '#':i=4;break;　　}　　switch(y)　　{　　case

29、9;+':j=0;break;　　case '-':j=1;break;　　case '*':j=2;break;　　case '/':j=3;break;　　case '#':j=4;break;&

30、lt;/p>　　}　　if(from[i][j]==1)//說明運(yùn)算符i的優(yōu)先級(jí)比j的優(yōu)先級(jí)高　　return '>';　　if(from[i][j]==-1)　　return

31、9;<';　　else　　return '=';　　}　　//輸入表達(dá)式，并對(duì)特殊情況做處理　　CharNode *Crea

32、tRegister()　　{　　CharNode *top,*p,*q,*e;　　top=(CharNode *)malloc(sizeof(CharNode));　　p=q=top;</p

33、>　　scanf("%c",&p->c);　　scanf("%c",&p->c);　　if(q->c=='-')　　{

34、;　　p=(CharNode *)malloc(sizeof(CharNode));　　p->c='0';　　p->next=q;　　top=p;

35、p=q;　　}　　if(q->c=='(')　　{　　e=(CharNode *)malloc(sizeof(CharNode));

36、　　e->c='0';　　p=(CharNode *)malloc(sizeof(CharNode));　　p->c='+';　　e->next=p;

37、;　　p->next=q;　　p=q;　　top=e;　　}　　while(p->c!='#')</p

38、>　　{　　q=(CharNode *)malloc(sizeof(CharNode));　　scanf("%c",&q->c);　　if((p->c=='(')&&(q-&g

39、t;c=='-'))　　{　　e=(CharNode *)malloc(sizeof(CharNode));　　e->c='0';　　e->next=q

40、;　　p->next=e;　　p=q;　　}　　else　　{</

41、p>　　p->next=q;　　p=q;　　}　　}　　p->c='+';</

42、b>　　p->next=(CharNode *)malloc(sizeof(CharNode));　　p->next->c='0';　　p=p->next;　　p->next=(CharNode *)malloc(siz

43、eof(CharNode));　　p->next->c='#';　　return top;　　}　　//將數(shù)與運(yùn)算符分開，并將其他進(jìn)制轉(zhuǎn)化為10進(jìn)制　　Node *

44、StackChange(CharNode *top,int m)　　{　　CharNode *p,*q;　　long double x=0,y=0;　　char a[10],b[10];　　i

45、nt n=0,i=0,JiWei,max,min=47,mark_1=0,mark_2=0,h,k=0;　　Node *node,*head;　　Node_ys_char *node_char;　　switch(m)

46、　　{　　case 2:　　JiWei=2;　　max=50;　　break;

47、　　case 8:　　JiWei=8;　　max=56;　　break;　　cas

48、e 10:　　JiWei=10;　　max=97;　　break;　　case 16:</p&

49、gt;　　JiWei=16;　　max=103;　　break;　　}　　p=q

50、=top;　　while(p->c !='#')　　{　　while((q->c>min)&&(q->c<max)||(q->c==46))<

51、;b>　　{　　if(q->c==46)　　{　　mark_1=1;　　q=q->next;　　}

52、　　if(mark_1==0)　　{　　a[n]=q->c;　　q=q->next;　　n++;&

53、lt;p>　　}　　if(mark_1==1)　　{　　b[i]=q->c;　　q=q->next;　　i++;<

54、;/b>　　}　　}　　for(h=n-1;h>=0;h--)　　{　　x=(a[n-h-1]-48)*

55、pow(JiWei,h)+x;//　　}　　for(h=0;h<i;h++)　　{　　y=y+(b[h]-48)*pow(JiWei,(-(h+1)));//<

56、p>　　}　　node=(Node *)malloc(sizeof(Node));//　　node->n=x+y;　　mark_1=0;　　n=0;

57、;　　i=0;　　if(mark_2==1)　　node_char->next=node;　　node_char=(Node_ys_char *)malloc(sizeof(Node_ys_char));

58、　　node_char->c=q->c;　　node->next=node_char;　　node_char->next_c=NULL;　　node_char->next=NULL;　　if(q->c=='#&

59、#39;)　　{　　node->next=(Node_ys_char *)malloc(sizeof(Node_ys_char));　　node->next->c='#';　　return head;

60、　　}　　q=q->next;　　if(q->c<=min)　　while(q->c<=min)　　{

61、　　node_char->next_c=(Node_ys_char*)malloc(sizeof(Node_ys_char));　　node_char->next_c->c=q->c;　　q=q->next ;　　//node->next=node_char

62、;　　node_char=node_char->next_c;　　node_char->next_c=NULL;　　node_char->next=NULL;　　}<b

63、>　　else　　{　　node->next=node_char;　　node_char->next_c=NULL;　　node_char->next=NULL;&l

64、t;p>　　}　　p=q;　　n=0;　　x=0;　　y=0;</p&

65、gt;　　if(mark_2==0)　　{　　head=node;　　mark_2=1;　　}

66、　　}　　return head;　　}　　//作只有加減乘除運(yùn)算的表達(dá)式求值　　Node *Compute(Node *p)　　{&l

67、t;/b>　　int mark=0;　　Node *m,*n;　　char max_char,min_char;　　m=n=p;　　while(p->next->c!=

68、9;#')　　{　　max_char=n->next->c;　　n=n->next->next;　　min_char=n->next->c;　　if

69、((Precede(max_char,min_char)=='<'||Precede(max_char,min_char)=='=')&&mark!=1)　　{　　m=n;<b&

70、gt;　　}　　if(Precede(max_char,min_char)=='>'||mark==1)　　{　　switch(m->next->c)　　{<

71、;/b>　　case '+':m->n =m->n + n->n ;break;　　case '-':m->n =m->n - n->n ;break;　　case '*':m->n =m->n * n->

72、n ;break;　　case '/':m->n =m->n / n->n ;break;　　}　　m->next=n->next;　　n=m;<

73、;/p>　　}　　if(m->next->c=='#')　　{　　m=n=p;　　m

74、ark=1;　　}　　}　　return m;　　}　　/

75、/求用戶輸入表達(dá)式的值　　Node *GetOutcome(Node *head)　　{　　Node *p,*q,*R;　　Node_ys_char *m,*n,*t,*k;　　n=(Node

76、_ys_char *)malloc(sizeof(Node_ys_char));　　n->c='(';　　p=q=head;　　while((n->c!=')')&&(q->

77、;next->c!='#'))　　{　　if(q->next->c=='(')　　{　　m=q->next;<

78、p>　　k=m;　　}　　else if(q->next->next_c==NULL)　　q=q->next->next;　　else</b

79、>　　{　　m=q->next->next_c;　　k=q->next;//t=q->next;　　if(m->c=='(')<b&

80、gt;　　{　　t=k;　　k=m;　　}　　while(m->next_c!=NULL)

81、　　{　　m=m->next_c;　　if(m->c=='(')　　{　　t=k;<

82、;b>　　k=m;　　}　　}　　q=m->next ;　　}　　if(q->

83、next->c==')')　　{　　n=q->next;　　}　　}　　if(n->

84、;c==')')　　{　　p=k->next;　　q->next->c='#';　　R=Compute(p);　　t->next =R;

85、　　t->next_c=NULL;　　R->next=n->next_c;　　GetOutcome(head);　　}　　else<

86、;/p>　　{　　R=Compute(head);　　return R;　　}　　}<

87、/p>　　main()　　{　　int m;//進(jìn)制　　char a;　　CharNode *top_1;

88、　　Node *top_2,*R;　　printf("\n\n");　　printf("███████████████████████████████████████\n");　　printf("██

89、 ██\n");　　printf("██ 表達(dá)式求值系統(tǒng) ██\n");　　printf("██

90、 ██\n");　　printf("███████████████████████████████████████\n");　　printf("本程序可分別進(jìn)行2進(jìn)制，8進(jìn)制，10進(jìn)制，16進(jìn)制的加

91、減乘除運(yùn)算:\n");　　loop:　　printf("...............請(qǐng)輸入進(jìn)制..............\n");　　printf("你選的進(jìn)制為:");　　sca

92、nf("%d",&m);　　printf("請(qǐng)輸入表達(dá)式，表達(dá)式請(qǐng)以#結(jié)尾:\n");　　top_1=CreatRegister();//錄入表達(dá)式，并對(duì)特殊情況作處理，將頭指針帶回；　　top_2=StackChange(top_1,m);//進(jìn)制轉(zhuǎn)換，將數(shù)與運(yùn)算

93、符分開，將頭指針帶回；　　R=GetOutcome(top_2);得出結(jié)果　　printf("運(yùn)算結(jié)果的十進(jìn)制形式為:\n");　　printf("%lf",R->n);　　printf("\n繼續(xù)進(jìn)行運(yùn)算請(qǐng)輸入y否

94、則退出:\n");　　scanf("%c",&a);　　scanf("%c",&a);　　if(a=='y'||a=='Y')　　goto loop;

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