C++實現(xiàn)四則運算器（無括號）
更新時間：2020年11月25日 14:22:45 作者：shadowgully
這篇文章主要為大家詳細介紹了C++實現(xiàn)四則運算器，無括號的計算器，文中示例代碼介紹的非常詳細，具有一定的參考價值，感興趣的小伙伴們可以參考一下
本文實例為大家分享了C++實現(xiàn)無括號的四則運算器的具體代碼，供大家參考，具體內容如下
完成度更高的帶括號版本可以看C++實現(xiàn)四則運算器(帶括號)
對于無括號的計算器，實現(xiàn)起來比較容易，下面讓我們一步步實現(xiàn)。
舉例
首先明確需要實現(xiàn)怎樣的程序，對于無括號的計算器，大概做成這樣就可以了：
52+34*3-4/2=
分析
對于例子中的表達式，由于乘除運算的優(yōu)先級高于加減運算，我們不能直接從左到右進行。但四則運算的規(guī)則是從左到右，先乘除后加減，對于優(yōu)先級相同的運算符還是可以從左到右運算的。
因此我們可以每讀到一個運算符時，檢查前一個運算符的優(yōu)先級，如果前一個運算符的優(yōu)先級與當前運算符相等或更高，那么我們便可以完成前一個運算符的計算；反之，則不進行運算。這樣一來就需要將之前的運算符以及運算符左右的數(shù)保存起來，由于我們每次都是取前一個運算符，符合后進先出的條件，故可以選擇棧來存儲數(shù)據(jù)和符號。最好將數(shù)據(jù)和符號分開存儲，這里為了簡便(整數(shù)棧即可存儲數(shù)字也可存儲字符)，只實現(xiàn)整數(shù)的四則運算，若需要浮點數(shù)的運算，稍加修改即可。
首先，實現(xiàn)一個棧的類，或者直接使用STL
//Stack.h
#ifndef STACK_H
#define STACK_H
#include<iostream>
class stack_int
{
private:
int* bottom; //棧底
int* top; //棧頂
unsigned int capacity;//棧容量
unsigned int size; //棧大小
public:
stack_int() :bottom(new int[11]), top(bottom), capacity(10), size(0) {};
stack_int(unsigned int capacity) :bottom(new int[capacity+1]),top(bottom), capacity(capacity),size(0){};
int operator[](unsigned int i) const
{
return *(bottom + i);
}
bool isEmpty()const { return bottom == top; }
bool isFull()const { return size == capacity-1; }
unsigned int getsize()const { return size; }
unsigned int getcapacity()const { return capacity; }
int gettop()const
{
if (!isEmpty())
return *(top - 1);
else
return -1;
}
void settop(int i)
{
if (!isEmpty())
{
*(top - 1) = i;
}
}
void push(int i)
{
if ((top - bottom)<capacity)
{
*top = i;
top++;
size++;
}
else
{
std::cout << "stack full!" << std::endl;
stack_expansion();
push(i);
}
}
int pop(int &val)
{//返回值為1則棧未空，返回值為0則棧已空無法出棧
if (top > bottom)
{
top--;
size--;
val = *top;
return 1;
}
else
{
std::cout << "stack empty!" << std::endl;
return NULL;
}
}
private:
void stack_expansion()
{//棧擴容
std::cout << "正在擴容中..." << std::endl;
int newcapacity = 2 * capacity + 1;
int* newbottom = new int[newcapacity + 1];
int* newtop = newbottom;
for (int i = 0; i < size; ++i)
{
*newtop = *bottom;
newtop++;
bottom++;
}
bottom = newbottom;
top = newtop;
capacity = newcapacity;
}
};
#endif
然后在我們的主程序中利用棧來分析四則運算的規(guī)律(源代碼如下)
//Main.cpp
#include"stack.h"
#include<iostream>
using namespace std;
bool is_digit(char i)
{//是數(shù)字
if (i == '1' || i == '2' || i == '3' || i == '4' || i == '5' || i == '6' || i == '7' || i == '8' || i == '9' || i == '0')
return true;
else return false;
}
bool is_operator(char i)
{//是運算符
if (i == '+' || i == '-' || i == '*' || i == '/' ||i=='=')
return true;
else return false;
}
bool get_priority(char pre,char cur)
{//獲取兩個符號間的優(yōu)先級,pre為靠前的字符，cur為靠后的字符
if ((pre == '+' || pre == '-') && (cur == '*' || cur == '/'))
return false;
else
return true;
}
int do_operation(int lnum, char ope, int rnum)
{
if (ope == '+')
return lnum + rnum;
if (ope == '-')
return lnum - rnum;
if (ope == '*')
return lnum * rnum;
if (ope == '/')
return lnum / rnum;
}
/*
1+2*3=
1+5*4-345+36/6*4+145*4*5-52=
*/
int main()
{
stack_int s;
stack_int num_stack;//數(shù)據(jù)棧
stack_int ope_stack;//符號棧
char current_char;
current_char = getchar();
bool overflag = false;
while (overflag!=true)
{//未遇到=號時不斷進行四則運算
if (is_digit(current_char))
{//遇到數(shù)字符號則將完整的數(shù)解析出來并保存于棧中
int num = 0;
num = current_char - '0';//符號轉數(shù)字
current_char = getchar();//獲取下一個字符
while (is_digit(current_char))
{
num = num * 10+(current_char-'0');
current_char = getchar();
}
num_stack.push(num);
//cout <<"the number is " <<num << endl;
}
if (current_char == ' ')
{//空格則繼續(xù)
current_char = getchar();
continue;
}
if (is_operator(current_char))
{//遇到運算符則將運算符保存于運算符棧中
int ope = '?';
//如果當前符號棧非空，則不斷根據(jù)優(yōu)先級決定是否進行一次運算
while((!ope_stack.isEmpty())&&(get_priority((char)ope_stack.gettop(),current_char)))
{//如果前一個運算符優(yōu)先級更高
ope_stack.pop(ope);
//cout << "找到了前一個運算符為: " << (char)ope << endl;
int lnum, rnum;
//符號棧非空時，數(shù)據(jù)棧應該至少有兩個數(shù)，否則出錯
if (num_stack.isEmpty())
{
cout << "數(shù)據(jù)棧缺失兩個元素，解析失敗！" << endl;
overflag = true;
break;
}
num_stack.pop(rnum);
if (num_stack.isEmpty())
{
cout << "數(shù)據(jù)棧缺失一個元素，解析失敗！" << endl;
overflag = true;
break;
}
num_stack.pop(lnum);
lnum = do_operation(lnum, (char)ope, rnum);//進行運算
num_stack.push(lnum);
}
if (current_char == '=')
{//如果解析到=號了,解析完成
overflag = true;
break;
}
ope_stack.push(current_char);
current_char = getchar();
}
}
for (int i = 0; i < num_stack.getsize(); ++i)
cout << num_stack[i] << "\t";
cout << endl;
for (int i = 0; i < ope_stack.getsize(); ++i)
cout << (char)ope_stack[i] << "\t";
return 0;
}
這里需要注意一些問題，首先，由于整數(shù)可能是多位數(shù)，因此在遇到一個數(shù)字符號時，我們可以通過循環(huán)將后面幾位全部找出，并將符號轉化為真正的數(shù)值。
第二個問題就是有時候會出現(xiàn)表達式解析到等號了，卻有很多數(shù)沒進行運算，解決這個問題的方法就是在
if (is_operator(current_char))
中使用while循環(huán)，并將循環(huán)條件設置為棧非空且棧頂運算符優(yōu)先級高于當前讀入的運算符(前提是=的優(yōu)先級小于任何運算符)
while((!ope_stack.isEmpty())&&(get_priority((char)ope_stack.gettop(),current_char)))
以上就是本文的全部內容，希望對大家的學習有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。
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