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C++利用栈实现四则运算表达式求值

2023-07-06 20:17:42 深夜i -- --

C++ 栈四则运算表达式求值

C++是一种广泛应用于计算机科学和软件开发领域的编程语言，在这些领域中，对于数学的运算和表达式求值是非常常见的需求。其中，四则运算则是最基本的算数计算，在数据结构中，实现四则运算表达式求值常常使用栈来完成。

根据四则运算中的运算规则，在计算表达式时，我们需要优先计算乘除法运算，再计算加减法，这就需要将每个运算符的优先级排序，并使用一个栈来保存运算符和数字，按照优先级顺序进行相应的计算。

具体实现方式如下：

首先，我们需要将表达式转换为逆波兰表达式，该表达式将运算符放到操作数之后。例如，对于表达式“3 + 4 * 5 - 6”，逆波兰表达式为“3 4 5 * + 6 -”。

接下来，我们按顺序扫描逆波兰表达式，当遇到数字时，将其入栈。当遇到运算符时，从栈中取出两个操作数进行运算，并将结果重新入栈，等到表达式扫描完成时，栈中只有一个元素，即为表达式的结果。

下面是C++示例代码：


#include <iostream>
#include <stack>
#include <cstring>
using namespace std;
int calculate(string s) {
  stack<int> stk;
  int num = 0, res = 0;
  char sign = '+';
  for (int i = 0; i < s.size(); i++) {
    if (isdigit(s[i])) {
      num = num * 10 + (s[i] - '0');
    }
    if (!isdigit(s[i]) && s[i] != ' ' || i == s.size() - 1) {
      if (sign == '+') {
        stk.push(num);
      }
      if (sign == '-') {
        stk.push(-num);
      }
      if (sign == '*') {
        int temp = stk.top();
        stk.pop();
        stk.push(temp * num);
      }
      if (sign == '/') {
        int temp = stk.top();
        stk.pop();
        stk.push(temp / num);
      }
      sign = s[i];
      num = 0;
    }
  }
  while (!stk.empty()) {
    res += stk.top();
    stk.pop();
  }
  return res;
}
int main() {
  cout << calculate("3+4*5-6") << endl; // 输出17
  return 0;
}

使用栈实现四则运算表达式的求值，提高了程序的效率和运行速度，同时也保证了计算的正确性。使用此方法，在编写计算机软件或游戏时，可以更加简单方便地实现各种数学运算，减少错误的产生。

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