【应用】浮点数四则运算器 Part2:转化模块的编写
根据在 【应用】浮点数四则运算器 Part1:输入模块的编写 中的规划，有如下思路：
需要计算的部分实际上是flag=0的部分，其余部分都有其他对应的操作。
当flag=0时，
1.扫描all全部数据，找到其中字母元x，检查是否有对应值。
若没有：返回error code 3: undefined 'x'，x是字母元的名称。继续输入下一组数据
若全部有对应值，将其转化为其对应值。
这样就得到了完全又数字和操作符组成的表达式，同时完成了期望3.能够识别没有赋初值的字母元。
这里用到的是map的函数find()。
number.find();
空返回number.end()，不空返回这个值。
2.识别错误类型：是否缺少或多余运算符。
缺少或多余运算符的特征有以下几种：
1)数字的下一个是数字或括号'('。数字的上一个是括号')'。
2)操作符的下一个是操作符或空串。操作符的上一个是空串。
可以将数字编为1，括号'('编为2，括号')'编为3，操作符编为4。
若当前位置编码为1，当上一个为3时输出error code 4: operation after ')' needed
若当前位置编码为1，当下一个为2时输出error code 5: operation before '(' needed
若当前位置编码为1，当下一个为1时输出error code 6: operation after 'x' needed，x为当前位置的数据
若当前位置编码为4，当下一个为4时输出error code 7: double operation 'x' 'y'，x为当前操作符，y为下一个
若当前位置编码为4，当下一个不存在时输出error code 8: extra end operation 'x'，x为当前操作符
若当前位置编码为4，当上一个不存在时输出error code 9: extra start operation 'x'，x为当前操作符
继续输入下一组数据
3.若没有错误，则证明是正确的格式。那么就开始运算。
1)首先是表达式的转化，将中缀表达式转化为后缀表达式。
2)利用后缀表达式的计算函数计算结果。但需注意：
当调用'/'是需检测除数是否为0。
若为0，则输出error code 10:'0' under '/'
为了实现这一功能，使用递归的后缀表达式计算函数难以操作，需要考虑新的操作方法。
已知完整的后缀表达式存放在一个栈中，可以创建一个新栈，数据时存入，操作符时操作后压入栈顶，为'/'时检测栈顶是否为0。
最后输出栈顶元素。正常情况下输出后栈应该只有一个元素。若栈中有多个元素：
extra code 11:BUG SHOWED!DAMN!!!
由于错误判断有很多，决定定义一个全局变量Error用来保存是否出现了问题。
在这里发现了新的问题。之前的文章中转化为后缀表达式方式无法兼容识别负数，于是增加了一些内容用于识别负数。
以上是计算思路。
下面是计算函数的代码实现：
1.首先是用数据串替换字母串。
1 int Error=0; 2 3 void givenum(){ 4 Error=0; 5 for (int i=0;i<=x;i++){ 6 if ((all[i][0]>='0'&&all[i][0]<='9')|| 7 all[i]=="("|| 8 all[i]==")"|| 9 all[i][0]=='+'|| 10 all[i][0]=='-'|| 11 all[i]=="*"|| 12 all[i]=="/"){ 13 continue; 14 } 15 if (cnt.find(all[i])!=cnt.end()){ 16 all[i]=cnt[all[i]]; 17 } 18 else{ 19 printf("out>>error code 3: undefined '%s'\n",all[i].c_str()); 20 Error=1; 21 break; 22 } 23 } 24 }
2.检查表达式合法性。
1 void check(){ 2 Error=0; 3 int code[x+10]; 4 for (int i=0;i<=x;i++){ 5 if (all[i]=="+"|| 6 all[i]=="-"|| 7 all[i]=="*"|| 8 all[i]=="/"){ 9 code[i]=4; 10 continue; 11 } 12 if (all[i][0]=='('){ 13 code[i]=2; 14 continue; 15 } 16 if (all[i][0]==')'){ 17 code[i]=3; 18 continue; 19 } 20 code[i]=1; 21 } 22 if (code[0]==4){ 23 printf("out>>error code 9: extra start operation '%s'\n",all[0].c_str()); 24 Error=1; 25 } 26 for (int i=0;i<=x;i++){ 27 if (i>0&& 28 code[i]==1&& 29 code[i-1]==3){ 30 printf("out>>error code 4: operation after ')' needed\n"); 31 Error=1; 32 } 33 if (i<x&& 34 code[i]==1&& 35 code[i+1]==2){ 36 printf("out>>error code 5: operation before '(' needed\n"); 37 Error=1; 38 } 39 if (i<x&& 40 code[i]==1&& 41 code[i+1]==1){ 42 printf("out>>error code 6: operation after '%s' needed\n",all[i].c_str()); 43 Error=1; 44 } 45 if (i<x&& 46 code[i]==4&& 47 code[i+1]==4){ 48 printf("out>>error code 7: double operation '%s' '%s'\n",all[i].c_str(),all[i+1].c_str()); 49 Error=1; 50 } 51 } 52 if (code[x]==4){ 53 printf("out>>error code 8: extra end operation '%s'\n",all[x].c_str()); 54 Error=1; 55 } 56 }
3.转化表达式。
1 stack<string> fx1; 2 stack<string> fx2; 3 4 int level(string buffer){ 5 switch (buffer[0]){ 6 case '+': return 1; 7 case '-': return 1; 8 case '*': return 2; 9 case '/': return 2; 10 default: return 0; 11 } 12 } 13 14 void change(){ 15 while (fx1.empty()!=1){ 16 fx1.pop(); 17 } 18 while (fx2.empty()!=1){ 19 fx2.pop(); 20 } 21 int m=0; 22 while (m<=x){ 23 if (all[m]=="+"|| 24 all[m]=="-"|| 25 all[m]=="*"|| 26 all[m]=="/"){ 27 if (fx1.empty()==1|| 28 fx1.top()=="("){ 29 fx1.push(all[m]); 30 m++; 31 continue; 32 } 33 else{ 34 if (level(fx1.top())<=level(all[m])){ 35 fx1.push(all[m]); 36 m++; 37 continue; 38 } 39 else{ 40 while (fx1.empty()!=1&& 41 fx1.top()!="("&& 42 level(fx1.top())>level(all[m])){ 43 fx2.push(fx1.top()); 44 fx1.pop(); 45 } 46 fx1.push(all[m]); 47 m++; 48 continue; 49 } 50 } 51 } 52 if (all[m][0]=='('|| 53 all[m][0]==')'){ 54 if (all[m][0]=='('){ 55 fx1.push(all[m]); 56 m++; 57 continue; 58 } 59 if (all[m][0]==')'){ 60 while (fx1.empty()!=1&& 61 fx1.top()!="("){ 62 fx2.push(fx1.top()); 63 fx1.pop(); 64 } 65 fx1.pop(); 66 m++; 67 continue; 68 } 69 } 70 fx2.push(all[m]); 71 m++; 72 } 73 while (fx1.empty()!=1){ 74 fx2.push(fx1.top()); 75 fx1.pop(); 76 } 77 while (fx2.empty()!=1){ 78 fx1.push(fx2.top()); 79 fx2.pop(); 80 } 81 }
测试这三段代码用的主函数是：
1 int main(){ 2 while (1){ 3 Getdata(); 4 if (flag==1){ 5 printf("out>>error code 1:extra ')'\n"); 6 continue; 7 } 8 if (flag==2){ 9 printf("out>>error code 2:extra '('\n"); 10 continue; 11 } 12 if (flag==3){ 13 printf("out>>%s\n",cnt[all[x-1]].c_str()); 14 continue; 15 } 16 if (flag==4){ 17 break; 18 } 19 if (flag==0){ 20 printf("out>>"); 21 for (int i=0;i<x;i++){ 22 printf("%s ",all[i].c_str()); 23 } 24 printf("%s\n",all[x].c_str()); 25 givenum(); 26 if (Error==1){ 27 continue; 28 } 29 check(); 30 if (Error==1){ 31 continue; 32 } 33 change(); 34 while (fx1.empty()!=1){ 35 printf("%s",fx1.top().c_str()); 36 printf(" "); 37 fx1.pop(); 38 } 39 printf("\n"); 40 continue; 41 } 42 } 43 return 0; 44 }
运行结果与预期相同。
到这里已经达成的目的是将表达式转化为完整无误的后缀表达式。
输出时要注意是否有除数为0的情况出现。
在Part 3中记录计算输出结果的模块。
