C语言-用栈实现表达式求值(顺序栈)[通俗易懂]

请输入表达式：
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#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <ctype.h> 

#define Maxsize 100

typedef int dataType; 
typedef struct Stack
{ 
   
	dataType *top;
	dataType *base;
	int stacksize;
}sqstack;

void create(sqstack *s)
{ 
   
    s->base=(dataType *)malloc(Maxsize*sizeof(dataType)); 
     if(!s->base)
     { 
   
    	printf("Space allocation failed!\n");
    	return;
	 }
    s->top=s->base;
    s->stacksize=Maxsize;
    return;
}

int push_in(sqstack *s,dataType value)
{ 
   
	if(s->top-s->base==s->stacksize)
	{ 
   
		printf("Stack is full!\n");
		return;
	}
	*s->top=value; //"*s->top++=value;"
	s->top++;
	return;
}

int pop_out(sqstack *s,dataType *elem)
{ 
   
	if(s->base==s->top)
	{ 
   
		printf("Stack is empty!");
		return;
	}
	s->top--;
	*elem=*s->top;  //"*elem=*--s->top;"
	return;
}

dataType GetTop(sqstack *s) 
{ 
   
	if(s->base==s->top)
	{ 
   
	    printf("Stack is empty!\n");
	    printf("Unable to fetch top stack element!\n");
	    return;
	} 
	return *(s->top-1);
}

char Precede(char theta1,char theta2)
{ 
   
	int i,j;
	char pre[7][7]={ 
   // + - * / ( ) = 
		             { 
   '>','>','<','<','<','>','>'},  
                     { 
   '>','>','<','<','<','>','>'},  
                     { 
   '>','>','>','>','<','>','>'},  
                     { 
   '>','>','>','>','<','>','>'},  
                     { 
   '<','<','<','<','<','=','0'},  
                     { 
   '>','>','>','>','0','>','>'},  
                     { 
   '<','<','<','<','<','0','='}}; 
                
    switch(theta1){ 
   
    	case '+': i=0; break;  
        case '-': i=1; break;  
        case '*': i=2; break;  
        case '/': i=3; break;  
        case '(': i=4; break;  
        case ')': i=5; break;
        case '=': i=6; break;
	}
	
    switch(theta2){ 
   
    	case '+': j=0; break;  
        case '-': j=1; break;  
        case '*': j=2; break;  
        case '/': j=3; break;  
        case '(': j=4; break;  
        case ')': j=5; break;
        case '=': j=6; break;
    }
    return(pre[i][j]);
}

int Operate(int a,char theta,int b)
{ 
   
	int result;
	
	switch(theta){ 
   
		case'+':return a+b;
		case'-':return a-b;
		case'*':return a*b;
		case'/':             //判断除数是否为0，若除数为零返回错误提示 
		        if(b!=0)
		        return a/b;
		        else
		        { 
   
		        	printf("Divisor can not Be zero!\n");
		        	exit(0);
				}
	}
    
}

int In(char c) //判断是否为运算符，是运算符返回1，若不是返回0
{ 
   
	switch(c){ 
   
		case '+':   
        case '-':  
        case '*':   
        case '/':   
        case '(':   
        case ')': 
        case '=': 
                 return 1;
		 default:
		         return 0;		   
	}
}

int evaluateExpression(char exp[]) 
{ 
   
	sqstack OPND,OPTR; //运算数栈、运算符栈
	dataType a,b,theta,x,X1,X2;  /* a，b，theta用于Operate函数 X用于存放多余的出栈字符 X1,X2用于归并 */
	char ch; //读取字符的变量
	int i=0; //指向存放表达式数组的下标指针（其实不是真正的指针，而是数组下标）
	
	create(&OPND); //建立并初始化运算数栈OPND
	create(&OPTR); //建立并初始化运算符栈OPTR
	push_in(&OPTR,'='); //先将“=”号压入OPTR栈（表达式也必须以“=”结束）
	
	ch=exp[i++]; //ch读取字符数组第一个元素，并将指针i后移一位

	
	while(ch!='='||GetTop(&OPTR)!='=') //表达式没有扫描完毕或OPTR的栈顶不为“=”
	{ 
   
		if(In(ch)) //判断ch是否为操作符
		{ 
   
			switch(Precede(GetTop(&OPTR),ch))//比较ch的与OPTR栈顶元素的优先级
			{ 
   
				case'<':
					    push_in(&OPTR,ch);
					    ch=exp[i++]; //读取下一位字符并将指针向后偏移一位
					    break;
				
				case'>':
					    pop_out(&OPTR,&theta); 
					    pop_out(&OPND,&b);
					    pop_out(&OPND,&a);
					    push_in(&OPND,Operate(a,theta,b));
					    break;
				
				case'=':
					    pop_out(&OPTR,&x);
					    ch=exp[i++]; //读取下一位字符并将指针向后偏移一位
					    break;
			}
		
		}
		
		else if(isdigit(ch)) //判断是否为数字
		{ 
   
			X1=ch-'0'; //将字符形式转化为数字
			push_in(&OPND,X1);
			X2=X1;
			ch=exp[i++]; //读取下一位字符并将指针向后偏移一位
			
			while(isdigit(ch)) //判断下一位是否还是数字
			{ 
   
				X1=ch-'0';
				X2=10*X2+X1; //归并至X2
				pop_out(&OPND,&x);
				push_in(&OPND,X2);
				ch=exp[i++]; //读取下一位字符并将指针向后偏移一位
				
			} 
		} 
		
		else if(ch==' ') //判断是否为空格
		{ 
   
			while(ch==' ') //跳过若干个空格
			{ 
   
				ch=exp[i++]; //忽略空格，直接取下一位
			}
			
		}
		
		else //若不是上述三种情况之一，则为非法字符
		{ 
   
			printf("Input has illegal characters!\n");
			printf("Please enter again.\n");
			exit(0); //返回错误提示
		}
	}
	return(GetTop(&OPND)); //最后返回操作数栈顶为运算结果
}

int main()
{ 
   

 char exp[100]; //定义一个字符数组用于存储表达式
  int result;
  printf("Please Enter Expression:");
  gets(exp); //换成scanf（“%s”，exp）；也可以
  result=evaluateExpression(exp);
  printf("\n");
  printf("%s%d\n",exp,result);
  
	return 0;
}