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C语言编写计算函数表达式的方法与示例

2023-06-16 09:37:43 深夜i -- --

C语言计算函数表达式

C语言作为一种广泛使用的编程语言，非常适合于计算函数表达式。本文将介绍使用C语言编写计算函数表达式的方法和示例。

在C语言中，计算函数表达式的一种常用方法是通过栈和逆波兰表达式。通过将中缀表达式转换为后缀表达式，就可以方便地进行计算。我们将详细说明如何将中缀表达式转换为后缀表达式，以及如何计算后缀表达式。

首先，让我们看看如何将中缀表达式转换为后缀表达式。中缀表达式一般是包含运算符和括号的算术表达式。后缀表达式（也称为逆波兰表达式）是一种更简单的表达式形式，其中运算符跟在操作数之后，没有括号。例如，中缀表达式“3+4*5”可以转换为后缀表达式“345*+”。

转换中缀表达式为后缀表达式可以使用以下步骤：

1. 创建一个栈来存储运算符。

2. 从左至右遍历中缀表达式的每个元素。

3. 如果当前元素是一个数字，则直接输出它。

4. 如果当前元素是一个左括号，则把它推到栈上。

5. 如果当前元素是一个运算符，则：

- 在栈为空时，直接把运算符推到栈上。

- 如果栈不为空，则比较栈顶运算符的优先级：

- 如果栈顶运算符的优先级低于当前运算符，则把当前运算符推到栈上。

- 否则，重复执行步骤6至8，直到栈顶运算符的优先级低于当前运算符或者栈为空。

6. 如果当前元素是一个右括号，则把栈里的运算符弹出并输出，直到遇到左括号为止。

7. 如果表达式还没有被完全处理，则重复步骤3至6。

8. 弹出并输出栈里的所有运算符，直到栈为空。

通过以上步骤，就可以将中缀表达式转换为后缀表达式。现在，让我们看看如何使用逆波兰表达式计算函数表达式。

计算后缀表达式可以使用栈和反向遍历后缀表达式的方法。从左到右遍历后缀表达式的每个元素，如果遇到一个数字，则把它推到栈上；如果遇到一个运算符，则把栈里的两个数字弹出并进行计算，然后将结果推到栈上。最终，栈里只剩下一个元素，就是函数表达式的值。

下面是一个使用C语言计算函数表达式的示例代码：


#include 
#include 
#include 
#include 
#define STACK_SIZE 100
typedef struct {
  double array[STACK_SIZE];
  int top;
} Stack;
void push(Stack *stack, double value) {
  if (stack->top < STACK_SIZE) {
    stack->array[stack->top++] = value;
  }
}
double pop(Stack *stack) {
  if (stack->top > 0) {
    return stack->array[--stack->top];
  }
  return 0.0;
}
double calculate_expression(const char *expression) {
  Stack stack = {0};
  const char *p = expression;
  while (*p != '\0') {
    if (isdigit(*p)) {
      char *end;
      double value = strtod(p, &end);
      p = end;
      push(&stack, value);
    } else if (*p == '+' || *p == '-' || *p == '*' || *p == '/') {
      double right = pop(&stack);
      double left = pop(&stack);
      switch (*p) {
        case '+':
          push(&stack, left + right);
          break;
        case '-':
          push(&stack, left - right);
          break;
        case '*':
          push(&stack, left * right);
          break;
        case '/':
          push(&stack, left / right);
          break;
      }
      ++p;
    } else {
      ++p;
    }
  }
  return pop(&stack);
}
int main() {
  const char *expression = "3+4*5";
  double result = calculate_expression(expression);
  printf("%s = %.2f\n", expression, result);
  return 0;
}

在上面的示例代码中，我们使用了一个栈来存储数字，并在遇到运算符时进行计算。这里只考虑了四个基本算术运算符，实际上，还可以在代码中添加其他运算符。最后我们可以得到函数表达式“3+4*5”的值为23.00。

本文介绍了使用C语言计算函数表达式的方法和示例。

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