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C++实现字符串表达式计算

2023-07-13 05:32:27 深夜i -- --

C++ 字符串表达式计算

在程序设计领域，字符串表达式计算是一个非常常见的算法问题。C++语言是一种常用的编程语言，也是实现字符串表达式计算的常用语言之一。通过使用C++语言，我们可以实现简单的字符串表达式计算，如加、减、乘、除等运算。本文将介绍如何使用C++实现字符串表达式计算。

一、识别运算符和操作数

在计算字符串表达式时，我们首先需要识别运算符和操作数。对于一个给定的字符串表达式，我们需要遍历这个字符串，按照一定的规则区分运算符和操作数。常见的方法是采用正则表达式匹配运算符和操作数。

二、构建表达式树

在识别出运算符和操作数之后，我们需要构建表达式树。表达式树是一种二叉树，它将表达式的运算符和操作数存储在树的节点中。构建表达式树的方法是，按照运算符的优先级将操作数和运算符添加到树的节点中。

三、计算表达式树

计算表达式树是计算字符串表达式的核心过程。在计算表达式树时，我们需要递归遍历表达式树，计算每个节点的值，最终得到整个表达式的结果。

四、代码实现

下面是使用C++实现字符串表达式计算的简单示例代码：


#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
struct TreeNode {
  char data;
  TreeNode* left;
  TreeNode* right;
  TreeNode(char c) : data(c), left(nullptr), right(nullptr) {}
};
int calculate(TreeNode* root) {
  if (!root) return 0;
  if (!(root->left) && !(root->right)) return (root->data - '0');
  int left = calculate(root->left);
  int right = calculate(root->right);
  if (root->data == '+') return left + right;
  if (root->data == '-') return left - right;
  if (root->data == '*') return left * right;
  if (root->data == '/') return left / right;
}
TreeNode* buildTree(string s) {
  if (s.length() == 0) return nullptr;
  int i = 0;
  while (i < s.length() && isdigit(s[i])) i++;
  if (i == s.length()) {
    TreeNode* root = new TreeNode(s[0]);
    return root;
  }
  TreeNode* root = new TreeNode(s[i]);
  root->left = buildTree(s.substr(0, i));
  root->right = buildTree(s.substr(i + 1));
  return root;
}
int calculateExpression(string s) {
  TreeNode* root = buildTree(s);
  return calculate(root);
}
int main() {
  string s = "2*3+5-8/2";
  cout << calculateExpression(s) << endl;
  return 0;
}

本示例代码实现了一个简单的字符串表达式计算，它支持加、减、乘、除四种运算符，并且具备较强的可扩展性。

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