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C++栈实现表达式求值

2023-06-26 20:50:38 深夜i -- --

C++ 栈表达式求值实现

在计算机编程中，表达式求值是一个非常常见的操作。C++中，我们可以通过栈来实现表达式求值的过程，让计算机轻松地计算出表达式的结果。

首先，我需要解释一下什么是栈。栈是一种数据结构，它的特点是“后进先出”。也就是说，最后压入栈中的数据会最先弹出。类比一下，就像一堆盘子，必须先从最后一个盘子开始拿起，才能拿到下一个盘子。在计算机编程中，我们用栈来存储数据，使得数据的添加和删除操作更加方便。

接下来，我们考虑如何利用栈来实现表达式求值。对于一个表达式，我们首先需要解析出它的每个元素，例如数字和操作符。然后，我们可以遍历整个表达式，依次处理每个元素。

具体处理方法如下：

1. 如果当前元素是数字，我们将其入栈。

2. 如果当前元素是操作符，我们将其弹出栈顶的两个数字，将它们进行计算，并将结果压入栈中。

3. 当处理完整个表达式后，栈中剩下的元素就是表达式的结果。

在实现过程中，我们需要注意一些细节。例如，对于优先级高的操作符，我们需要先处理。另外，我们还需要判断表达式中是否存在括号，并对括号进行特别处理。

下面是一个简单的C++代码实现：


#include <iostream>
#include <stack>
using namespace std;
int evaluate(string expression) {
  stack<int> s;
  for(int i = 0; i < expression.size(); i++) {
    char c = expression[i];
    if(isdigit(c)) {
      int num = 0;
      while(isdigit(c)) {
        num = num * 10 + (c - '0');
        i++;
        c = expression[i];
      }
      s.push(num);
    }
    else if(c == '+' || c == '-' || c == '*' || c == '/') {
      int num2 = s.top();
      s.pop();
      int num1 = s.top();
      s.pop();
      int result;
      if(c == '+') {
        result = num1 + num2;
      }
      else if(c == '-')
        result = num1 - num2;
      
      else if(c == '*') {
        result = num1 * num2;
      }
      else
        result = num1 / num2;
      
      s.push(result);
    }
  }
  return s.top();
}
int main() {
  string expression = "2+3*4-5/2";
  int result = evaluate(expression);
  cout << "Result of expression " << expression << " is " << result << endl;
  return 0;
}

在这个代码中，我们首先定义了一个栈s，随后依次遍历表达式中的每个元素。如果元素是数字，我们就将其入栈。如果元素是操作符，我们就将栈顶的两个数字弹出，进行计算，并将结果压入栈中。最后，栈中剩下的元素就是表达式的结果。

本文仅仅是表达式求值的简单介绍，实现细节和注意事项还有很多。通过不断的练习和实践，我们可以更加深入地理解C++栈实现表达式求值的过程，帮助开发出更加高效和可靠的程序。

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