北理工数据结构实验报告2.doc

《数据结构与算法设计》 实验报告 ——实验二 学院：自动化学院 班级：____ 学号：__ 姓名：_____ 一、实验目的 1、熟悉VC环境，学习使用C语言实现栈的存储结构。 2、通过编程、上机调试，进一步理解栈的基本概念。 3、锻炼动手编程，独立思考的能力。 二、实验内容 实现简单计算器的功能,请按照四则运算加、减、乘、除、幂（^）和括号的优先关系和惯例，编写计算器程序。要求支持运算符：+、-、*、/、%、（）和=： ① 从键盘输入一个完整的表达式，以回车作为表达式输入结束的标志； ② 输入表达式中的数值均为大于等于零的整数，如果中间计算过程中出现小数也只取整进行计算。 例如，输入：4+2*5= 输出：14 输入：(4+2)*(2-10)= 输出：-48 三、程序设计 1、概要设计 为实现上述程序功能，应使用两个栈，分别寄存操作数与运算符。为此，需要栈的抽象数据结构。 (1)、栈的抽象数据类型定义为： ADT Stack{ 数据对象：D= 数据关系：R1= 约定端为栈顶，端为栈底。 基本操作： InitStack(S) 操作结果：创建一个空栈S。 GetTop(S,e) 初始条件：栈S已存在且非空。 操作结果：用e返回S的栈顶元素。 Push(S,e) 初始条件：栈S已存在。 操作结果：插入元素e为新的栈顶元素。 Pop(S,e) 初始条件：栈S已存在且非空。 操作结果：删除S的栈顶元素，并用e返回其值。 In(m,a[]) 操作结果：若m是运算符，返回TRUE。 Precede(m, n) 初始条件：m，n为运算符。 操作结果：若m优先级大于n，返回，反之亦然。 Operation(a, theta,b) 初始条件：a，b为整数，theta为运算符。 操作结果：返回a与b运算的结果。 EvaluateExpression(p[]) 初始条件：输入合法的表达式。 操作结果：返回表达式的值。 }ADT Stack (2)、宏定义 #define STACK_INIT_SIZE 100 #define STACKINCREMENT 10 #define OVERFLOW -2 #define OK 1 #define ERROR 0 #define TRUE 1 #define FALSE 0 (3)、主程序流程 首先定义char型数组，将输入的表达式存入。随后调用EvaluateExpression(expression)函数计算结果，最后输出在屏幕上。 (4)、模块调用关系： 由主函数模块调用输入模块与求值模块。 求值模块调用表达式转化模块与表达式求职模块，计算并返回表达式的值。最后主程序调用输出模块输出结果。 (5)、流程图 2、详细设计 (1)、数据类型设计 typedef struct{ char *base; char *top; int stacksize; }SqStack1; //定义运算符栈数据类型 typedef struct{ int *base; int *top; int stacksize; }SqStack2; //定义操作数栈数据类型 SqStack1 OPTR; //声明运算符栈 SqStack2 OPND; //声明操作数栈 (2)、操作算法设计 Status InitStack1(SqStack1 S){ //构造运算符栈 S.base=(char *)malloc(STACK_INIT_SIZE*sizeof(char)); //申请空间 if(!S.base)exit(OVERFLOW); //存储分配失败 S.top=S.base; S.stacksize=STACK_INIT_SIZE; return OK; }//InitStack1 Status InitStack2(SqStack2 S){ //构造操作数栈 S.base=(int *)malloc(STACK_INIT_SIZE*sizeof(int)); //申请空间 if(!S.base)exit(OVERFLOW); //存储分配失败 S.top=S.base; S.stacksize=STACK_INIT_SIZE; return OK; }//InitStack2 char GetTop1(SqStack1 S){ //取得运算符栈的栈顶元素 char e; if(S.top==S.base) return ERROR; //栈空 e=*(S.top-1); return e; }//GetTop1 int GetTop2(SqStac