C语言实现中缀表达式求值：利用堆栈解析算术表达式

本文将介绍如何使用C语言实现中缀表达式的求值。中缀表达式是人类习惯的数学表达式书写方式，例如 '1 + 2 * 3'。为了让计算机理解并计算这样的表达式，我们需要使用堆栈来处理运算符的优先级和括号。

以下是完整的C语言代码：c#include <stdio.h>#include <stdlib.h>

// 定义运算符优先级int getPriority(char op) { switch(op) { case '+': case '-': return 1; case '*': case '/': return 2; default: return 0; }}

// 执行运算int calculate(int num1, int num2, char op) { switch(op) { case '+': return num1 + num2; case '-': return num1 - num2; case '*': return num1 * num2; case '/': return num1 / num2; default: return 0; }}

int main() { char expression[100]; // 保存输入的表达式 int operandStack[100]; // 操作数栈 char operatorStack[100]; // 运算符栈 int operandTop = -1; // 操作数栈顶指针 int operatorTop = -1; // 运算符栈顶指针 printf('请输入中缀表达式：'); fgets(expression, sizeof(expression), stdin); // 遍历表达式 int i = 0; while (expression[i] != '�') { char current = expression[i]; // 如果是数字，将其转换为整数并入操作数栈 if (current >= '0' && current <= '9') { int num = 0; while (current >= '0' && current <= '9') { num = num * 10 + (current - '0'); i++; current = expression[i]; } operandTop++; operandStack[operandTop] = num; } // 如果是运算符 else if (current == '+' || current == '-' || current == '*' || current == '/') { // 如果运算符栈为空或当前运算符优先级大于运算符栈顶元素优先级，则将当前运算符入栈 if (operatorTop == -1 || getPriority(current) > getPriority(operatorStack[operatorTop])) { operatorTop++; operatorStack[operatorTop] = current; } // 否则，从栈顶取出一个运算符和两个操作数进行运算，并将结果入操作数栈，重复该过程直到当前运算符可以入栈 else { while (operatorTop != -1 && getPriority(current) <= getPriority(operatorStack[operatorTop])) { char op = operatorStack[operatorTop]; operatorTop--; int num2 = operandStack[operandTop]; operandTop--; int num1 = operandStack[operandTop]; operandTop--; int result = calculate(num1, num2, op); operandTop++; operandStack[operandTop] = result; } operatorTop++; operatorStack[operatorTop] = current; } } // 如果是左括号，直接入栈 else if (current == '(') { operatorTop++; operatorStack[operatorTop] = current; } // 如果是右括号，从栈顶取出一个运算符和两个操作数进行运算，并将结果入操作数栈，重复该过程直到遇到左括号 else if (current == ')') { while (operatorStack[operatorTop] != '(') { char op = operatorStack[operatorTop]; operatorTop--; int num2 = operandStack[operandTop]; operandTop--; int num1 = operandStack[operandTop]; operandTop--; int result = calculate(num1, num2, op); operandTop++; operandStack[operandTop] = result; } operatorTop--; // 弹出左括号 } i++; } // 处理剩余的运算符 while (operatorTop != -1) { char op = operatorStack[operatorTop]; operatorTop--; int num2 = operandStack[operandTop]; operandTop--; int num1 = operandStack[operandTop]; operandTop--; int result = calculate(num1, num2, op); operandTop++; operandStack[operandTop] = result; } // 输出结果 printf('表达式的求值结果为：%d ', operandStack[operandTop]); return 0;}

代码解释：

getPriority(char op) 函数：返回运算符的优先级，'+' 和 '-' 的优先级为 1，'*' 和 '/' 的优先级为 2。2. calculate(int num1, int num2, char op) 函数：根据运算符执行相应的算术运算。3. main() 函数： - 从键盘读取中缀表达式。 - 使用两个堆栈：operandStack 存储操作数，operatorStack 存储运算符。 - 遍历表达式，根据字符类型进行处理： - 数字：转换为整数并压入操作数栈。 - 运算符： - 如果运算符栈为空或当前运算符优先级高于栈顶运算符，则将当前运算符压入运算符栈。 - 否则，从运算符栈顶取出运算符和操作数进行计算，将结果压入操作数栈，直到当前运算符可以入栈。 - 左括号：直接压入运算符栈。 - 右括号：从运算符栈顶取出运算符和操作数进行计算，直到遇到左括号。 - 处理完表达式后，将剩余的运算符和操作数进行计算。 - 最后，输出计算结果。

注意：

此代码仅处理整数运算，不支持浮点数运算。* 未处理除数为零等异常情况。

希望本文能够帮助你理解如何使用C语言实现中缀表达式的求值。