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C++ 表达式求值代码实现

2023-07-05 07:30:49 深夜i -- --

C++ 表达式求值代码实现

C++是一种非常强大的编程语言，它支持许多常用的数据类型和操作符，用于表达式求值编程任务，可以帮助程序员更快地实现复杂的功能。本文将介绍如何使用C++编写表达式求值代码。

在C++中，表达式求值是通过将表达式分析为操作符和操作数的方式进行的。基本上，您需要的是两个主要的模块（或子例程），以便您能够计算表达式并解析它们。下面是实现这些模块的一些示例代码：

1. 解析器

解析器模块主要负责将表达式分解为操作符和操作数。这个模块需要使用适当的语法和正则表达式来完成其任务。以下是一个简单示例，展示如何使用字符串流解析表达式：


#include <sstream>
#include <string>
std::string expr = "2 + 3 * 4";
std::istringstream iss(expr);
std::string token;
while (iss >> token)
  std::cout << token << std::endl;

在这个例子中，我们使用std::istringstream来创建一个新的字符串流，然后使用std::string类的自动提取功能逐个提取令牌。使用此代码，我们可以将前面的表达式分解为以下令牌：2，+，3，*，4。

2. 计算器

计算器模块负责将分析的表达式计算为单个值。这个模块需要理解操作符之间的优先级和结合性等概念。以下是一个简单的示例，演示如何使用堆栈来计算表达式：


#include <stack>
#include <vector>
std::vector<std::string> tokens = {"2", "+", "3", "*", "4"};
std::stack<double> values;
std::stack<char> ops;
for (auto token : tokens)
{
  if (token[0] >= '0' && token[0] <= '9')
  {
    values.push(std::stod(token));
  }
  else if (token[0] == '+' || token[0] == '-' || token[0] == '*' || token[0] == '/')
  {
    while (!ops.empty() && ((ops.top() == '*' || ops.top() == '/') || (ops.top() == '+' || ops.top() == '-') && (token[0] == '+' || token[0] == '-')))
    {
      double b = values.top(); values.pop();
      double a = values.top(); values.pop();
      char op = ops.top(); ops.pop();
      double r = 0;
      switch (op)
      {
        case '+': r = a + b; break;
        case '-': r = a - b; break;
        case '*': r = a * b; break;
        case '/': r = a / b; break;
      }
      values.push(r);
    }
    ops.push(token[0]);
  }
}
while (!ops.empty())
{
  double b = values.top(); values.pop();
  double a = values.top(); values.pop();
  char op = ops.top(); ops.pop();
  double r = 0;
  switch (op)
  {
    case '+': r = a + b; break;
    case '-': r = a - b; break;
    case '*': r = a * b; break;
    case '/': r = a / b; break;
  }
  values.push(r);
}
std::cout << values.top() << std::endl;

在此示例中，我们使用std::stack类创建堆栈来保存操作数和操作符。然后，我们循环评估令牌，每当找到数字时，我们将数字推入堆栈中。每当找到一个操作符时，我们将其推入操作符堆栈中，并使用while循环，直到操作符的优先级足够低，根据先前的计算规则进行计算并将结果推入值堆栈中。在最后一个令牌评估完之后，我们最终使用另一个while循环处理操作符堆栈中的剩余操作符，之后，我们输出堆栈顶部的值作为解决方案。

总的来说，这是用C++实现表达式求值的基本框架。实际实现可能需要更多的细节，包括错误处理和更复杂的计算逻辑。但是，此代码可以帮助您开始编写有关表达式求值的C++编程任务。

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