C++代码实现逆波兰表达式

本文实例为大家分享了C++实现逆波兰表达式的具体代码，供大家参考，具体内容如下

当我们输入一个数学表达式，是中缀表达式，我们首先转换为后缀表达式（逆波兰表达式），然后再进行求值。

在《大话数据结构》的104-100页有详细的介绍，下面是我理解之后的代码实现。

代码思路：

（1）首先对输入的中缀表达式合法性进行判断，bool isStringLegal(const char* str); 函数实现。

（2）然后把中缀表达式转换为后缀表达式。

（3）根据后缀表达式求出结果，double getTheResult(vector<string> &vec);函数实现。

注意：表达式的运算符可以输入 加、减、乘、除、括号，输入的数据为整形数据，计算结果为double型数据。

#include <iostream>
#include <math.h>
#include <map>
#include <vector>
#include <string.h>
#include <memory>
#include <string>
#include <stdio.h>
#include <stack>
#include <stdlib.h>

using namespace std;

#define MAX_STRING_LENGTH 100

/* 解析当前的整形数据，并把整形数据转换为string型 */
string analyData(const char* str, int &i);

/* 根据逆波兰表达式求表达式的值 */
double getTheResult(vector<string> &vec);

/* 判断该字符是否是 + - * / ( ) */
bool isCalChar(const char ch);

/* 判断输入的中缀表达式是否合法 */
bool isStringLegal(const char* str);

/* 解析当前的整形数据，并把整形数据转换为string型 */
string analyData(const char* str, int &i)
{
  int temp = i++;
  while(str[i] >= '0' && str[i] <= '9' && str[i] != '\0')
  {
    i++;
  }

  string s(str+temp,str+i);

  return s;
}

/* 根据逆波兰表达式求表达式的值 */
double getTheResult(vector<string> &vec)
{
  vector<string>::iterator it;
  stack<double> sta;

  string strTemp;
  double d = 0, d1 = 0, d2 = 0;

  for(it = vec.begin(); it != vec.end(); it++)
  {
    strTemp = (*it);

    if(strTemp == "+")
    {
      d1 = sta.top();
      sta.pop();

      d2 = sta.top();
      sta.pop();

      d = d1 + d2;
      sta.push(d);
    }
    else if(strTemp == "-")
    {
      d1 = sta.top();
      sta.pop();

      d2 = sta.top();
      sta.pop();

      d = d2 - d1;
      sta.push(d);
    }
    else if(strTemp == "*")
    {
      d1 = sta.top();
      sta.pop();

      d2 = sta.top();
      sta.pop();

      d = d2 * d1;
      sta.push(d);
    }
    else if(strTemp == "/")
    {
      d1 = sta.top();
      sta.pop();

      d2 = sta.top();
      sta.pop();

      d = d2 / d1;
      sta.push(d);
    }
    else
    {
      const char *p = strTemp.c_str();
      d = atoi(p);
      sta.push(d);
    }
  }
  return sta.top();
}

/* 判断该字符是否是 + - * / ( ) */
bool isCalChar(const char ch)
{
  if(ch == '+' || ch == '-' || ch == '*' || ch == '/' || ch == '(' || ch == ')')
  {
    return true;
  }

  return false;
}
/* 判断输入的中缀表达式是否合法 */
bool isStringLegal(const char* str)
{
  /* 判断是否是空串 */
  if(NULL == str)
  {
    return false;
  }

  int len = strlen(str);
  int i = 0;
  int flag = 0;

  /* 字符串的开头和末尾是否是数字 */
  if(str[0] > '9' || str[0] < '0' || str[len-1] > '9' || str[len-1] < '0')
  {
    return false;
  }

  for(i = 0; str[i] != '\0'; i++)
  {
    /* 是否有除了加减乘除括号之外的字符 */
    if(isCalChar(str[i]) == false)
    {
      return false;
    }

    /* 判断是否有两个连续的符号 */
    if(i < len-1 && isCalChar(str[i]) == true)
    {
      if(isCalChar(str[i+1]) == true)
      {
        return false;
      }

    }

    /* 判断括号是否成对 */
    if(str[i] == '(')
    {
      flag++;
    }
    else if(str[i] == ')')
    {
      flag--;
    }

    /* 判断是否出现 )( 这样的情况 */
    if(flag < 0)
    {
      return false;
    }
  }

  /* 判断括号是否匹配 */
  if(flag != 0)
  {
    return false;
  }

  return true;
}

int main(void)
{
  char str[MAX_STRING_LENGTH] = {0};
  int i = 0;
  string data;

  /* 存放运算符表达式的栈 */
  stack<char> oper_char;

  /* 存放后缀表达式 */
  vector<string> post_str;

  /* 输入中缀的表达式 */
  gets(str);

  /* 判断输入的中缀表达式是否合法 */
  if(isStringLegal(str) != true)
  {
    cout << "This expression is not legal." << endl;
  }
  else
  {
    /* 将中缀表达式转换为后缀表达式 */
    for(i = 0; str[i] != '\0'; i++)
    {
      /* 如果该字符为数字,解析该数字，并压入栈 */
      if(str[i] >= '0' && str[i] <= '9')
      {
        data = analyData(str,i);
        post_str.push_back(data);
        i--;
      }
      else if(str[i] == '(')
      {
        oper_char.push(str[i]);
      }
      else if(str[i] == ')')
      {
        char chtemp[2] = {0};

        chtemp[0] = oper_char.top();

        while(chtemp[0] != '(')
        {
          string strtemp(chtemp);
          post_str.push_back(strtemp);
          oper_char.pop();

          chtemp[0] = oper_char.top();
        }
        oper_char.pop();
      }
      else if(str[i] == '+' || str[i] == '-')
      {
        char chtemp[2] = {0};

        /* 全部出栈，但是碰到 '('就要停止出栈 */
        while(oper_char.size() != 0)
        {
          chtemp[0] = oper_char.top();
          if(chtemp[0] == '(')
          {
            break;
          }

          oper_char.pop();

          string strtemp(chtemp);
          post_str.push_back(strtemp);
        }

        /*将当前的表达式符号入栈*/
        oper_char.push(str[i]);
      }
      else if(str[i] == '*' || str[i] == '/')
      {
        char chtemp[2] = {0};
        while(oper_char.size() != 0)
        {
          chtemp[0] = oper_char.top();
          if(chtemp[0] == '(' || chtemp[0] == '+' || chtemp[0] == '-')
          {
            break;
          }
          else
          {
            oper_char.pop();

            string strtemp(chtemp);
            post_str.push_back(strtemp);
          }
        }

        /*将当前的表达式符号入栈*/
        oper_char.push(str[i]);
      }
    }

    /* 存放表达式的栈可能还有数据 */
    while(!oper_char.empty())
    {
      char chtemp[2] = {0};
      chtemp[0] = oper_char.top();
      oper_char.pop();

      string strtemp(chtemp);
      post_str.push_back(strtemp);
    }

    /* 把逆波兰表达式求值 */
    cout << getTheResult(post_str) << endl;
  }

  return 0;
}

以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持我们。