C++ 算术表达式求解

操作数支持：多位数，小数

运算符支持：+ - * / ( )

 

#include<iostream.h>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>

/*栈*/
template <class T>
class CStack
{
public:
 int m_count;
 T * m_arr;
 int m_curposition;
 CStack(int count)
 {
  m_arr = new T [count];
  m_count = count;
  m_curposition = -1;
 }
 bool push(T val)
 {
  if(m_curposition == m_count-1)
   return false;
  m_arr[++m_curposition] = val;
 }
 T pop()
 {
  if(IsEmpty())
   return 0;
  return m_arr[m_curposition--];
 }
 T GetElement()
 {
  if(IsEmpty())
   return 0;
  return m_arr[m_curposition];
 }
 bool IsEmpty()
 {
  if(m_curposition < 0)
   return true;
  return false;
 }
 ~CStack()
 {
  delete [] m_arr;
 }
};

/* 操作函数定义 */
bool ExpressionIsRight(char * pExpression);  // 表达式是否正确
bool ProcessExpression(char * pExpression);  // 处理表达式
int  GetIndex(char ch);                      // 获取操作符在数组中的下标
void Calculate();                            // 计算
double GetResult();                          // 得到结果
bool IsEnd(char ch);                         // 表达式是否结束
double GetNum(char *pStr, int & i);          // 获取操作数

CStack<char> stack_sign(100);  // 运算符栈
CStack<double> stack_num(100);   // 操作数栈

//运算符号优先级表
int PriTbl[7][7]={
    {1,1,-1,-1,-1,1,1}, 
    {1,1,-1,-1,-1,1,1},
    {1,1,1,1,-1,1,1},
    {1,1,1,1,-1,1,1},
    {-1,-1,-1,-1,-1,0,2},
    {1,1,1,1,2,1,1},
    {-1,-1,-1,-1,-1,2,0}
};
void main()
{
 char strExpression[100];
 cout << "请输入算术表达式：";
 cin >> strExpression;   // 输入表达式
 if(!ProcessExpression(strExpression)) // 处理表达式
 {
  cout << "表达式错误！" << endl;
 }
 else
  cout << "计算结果：" << GetResult() << endl;  // 输出结果

}

bool ExpressionIsRight(char * pExpression)
{
 int len = strlen(pExpression);
 char arr[7] = {'+','-','*','/','(',')','.'};
 
 for(int i=0; i<len; i++)
 {
  if(!(pExpression[i]>='0' && pExpression[i]<='9'))
  {
   if(pExpression[0] == '.' || pExpression[len-1] == '.')
    return false;
   int flag = 0;
   for(int j=0; j<sizeof(arr); j++)
   {
    if(pExpression[i] == arr[j])
    {
     flag = 1;
     break;
    }
   }
   if(flag == 0)
    return false;
  }
 }
 return true;
}

bool ProcessExpression(char * pExpression)
{
 if(!ExpressionIsRight(pExpression))
  return false;
 int len = strlen(pExpression);
 pExpression[len++] = '#';
 stack_sign.push('#');
 if(len == 1)
  return false;
 for(int i=0; i<len; i++)
 {
  if(pExpression[i] >= '0' && pExpression[i] <= '9') // 操作数
  {
   double val = GetNum(pExpression, i);
   stack_num.push(val);
  }
  else // 操作符
  {
   int pre  = GetIndex(stack_sign.GetElement());
   int next = GetIndex(pExpression[i]);
   switch(PriTbl[pre][next])
   {
    case -1:        // next > pre
     stack_sign.push(pExpression[i]);
     break;
    case 0:         // next = pre
     if(IsEnd(pExpression[i]))
      return true;
     stack_sign.pop();
     break;
    case 1:         // next < pre
     Calculate();
     i--;     // back
     break;
   }
  }
 }
 return true;
}

double GetNum(char *pStr, int & i)
{
 char Nums[100];
 int j = 0;
 while((pStr[i] >= '0' && pStr[i] <= '9') || pStr[i]=='.')
  Nums[j++] = pStr[i++];
 i--;
 Nums[j] = '\0';
 return atof(Nums);
}

int GetIndex(char ch)              
{
    switch(ch)
    {
       case '+': return 0;
       case '-': return 1;
       case '*': return 2;
       case '/': return 3;
       case '(': return 4;
       case ')': return 5;
       case '#': return 6;
    }
}

void Calculate()               
{
  double num1, num2;
     num2 = stack_num.pop();
  if(stack_num.IsEmpty())
  {
  cout << "表达式错误！" << endl;
  exit(0);
  }
  num1 = stack_num.pop();
     switch(stack_sign.pop())
     {
        case '+': stack_num.push(num1+num2);return;
        case '-': stack_num.push(num1-num2);return;
        case '*': stack_num.push(num1*num2);return;
        case '/':
   {
    if(num2 == 0)
    {
     cout << "除数不能为0！程序终止！" << endl;
     exit(0);
    }
    stack_num.push(num1/num2);
    return;
   }
     }
}

bool IsEnd(char ch)
{
 if(ch == '#')
  if(stack_sign.GetElement() == ch)
   return true;
 return false;
}

double GetResult()
{
 if(stack_sign.GetElement() != '#')
 {
  cout << "表达式错误！" << endl;
  exit(0);
 }
 return stack_num.GetElement();
}