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📁 C Programming Language through the calculation of the calculator computing involution
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#include<string.h> 
#include<ctype.h> 
#include<malloc.h> // malloc()等 
#include<limits.h> // INT_MAX等 
#include<stdio.h> // EOF(=^Z或F6),NULL 
#include<stdlib.h> // atoi() 
#include<io.h> // eof() 
#include<math.h> // floor(),ceil(),abs() 
#include<process.h> // exit() 
#include<iostream.h> // cout,cin 
// 函数结果状态代码 
#define TRUE 1 
#define FALSE 0 
#define OK 1 
#define ERROR 0 
#define INFEASIBLE -1 
// #define OVERFLOW -2 因为在math.h中已定义OVERFLOW的值为3,故去掉此行 
typedef int Status; // Status是函数的类型,其值是函数结果状态代码，如OK等 
typedef int Boolean; // Boolean是布尔类型,其值是TRUE或FALSE 

#define STACK_INIT_SIZE 100 
#define STACKINCREMENT 10 

//*************************************************************************** 
//栈的储存结构 

typedef struct{ 
//运算符栈 
char *base; 
char *top; 
int stacksize; 
}SqStack1; 

typedef struct{ 
//运算数栈 
float *base; 
float *top; 
int stacksize; 
}SqStack2; 

//*************************************************************************** 
//以下是运算符栈的基本操作函数 

Status InitStack(SqStack1 &S){ 
//初始化一个栈 
S.base=(char *)malloc(STACK_INIT_SIZE*sizeof(char)); 
if(!S.base)exit(OVERFLOW); 
S.top=S.base; 
S.stacksize=STACK_INIT_SIZE; 
return OK; 
}//InitStack 

Status DestroyStack(SqStack1 &S){ 
//销毁栈S 
free(S.top); 
free(S.base); 
return OK; 
}//DestroyStack 

char GetTop(SqStack1 S){ 
//若栈不空，则返回S的栈顶元素，并返回OK；否则返回ERROR 
if(S.top==S.base)return ERROR; 
return *(S.top-1); 
}//Gettop 

Status Push(SqStack1 &S,char e){ 
//插入元素e为新的栈顶元素 
if(S.top-S.base>=S.stacksize){ 
//栈满，追加储存空间 
S.base=(char *)realloc(S.base,(S.stacksize+STACKINCREMENT)*sizeof(char)); 
if(!S.base)exit(OVERFLOW); 
S.top=S.base+S.stacksize; 
S.stacksize+=STACKINCREMENT; 
} 
*S.top++=e; 
return OK; 
}//Push 

Status Pop(SqStack1 &S,char &e){ 
//若栈不空，则删除S的栈顶元素，用e返回其值；并返回OK；否则返回ERROR 
if(S.top==S.base)return ERROR; 
e=*(--S.top); 
return OK; 
}//Pop 

//*************************************************************************** 
//以下是运算数栈的基本操作函数 

Status InitStack(SqStack2 &S){ 
//初始化一个栈 
S.base=(float *)malloc(STACK_INIT_SIZE*sizeof(float)); 
if(!S.base)exit(OVERFLOW); 
S.top=S.base; 
S.stacksize=STACK_INIT_SIZE; 
return OK; 
}//InitStack 

Status DestroyStack(SqStack2 &S){ 
//销毁栈S 
free(S.top); 
free(S.base); 
return OK; 
}//DestroyStack 

float GetTop(SqStack2 S){ 
//若栈不空，则返回S的栈顶元素，并返回OK；否则返回ERROR 
if(S.top==S.base)return ERROR; 
return *(S.top-1); 
}//Gettop 

Status Push(SqStack2 &S,float e){ 
//插入元素e为新的栈顶元素 
if(S.top-S.base>=S.stacksize){ 
//栈满，追加储存空间 
S.base=(float *)realloc(S.base,(S.stacksize+STACKINCREMENT)*sizeof(float)); 
if(!S.base)exit(OVERFLOW); 
S.top=S.base+S.stacksize; 
S.stacksize+=STACKINCREMENT; 
} 
*S.top++=e; 
return OK; 
}//Push 

Status Pop(SqStack2 &S,float &e){ 
//若栈不空，则删除S的栈顶元素，用e返回其值；并返回OK；否则返回ERROR 
if(S.top==S.base)return ERROR; 
e=*(--S.top); 
return OK; 
}//Pop 

//*************************************************************************** 
//以下是相关的运算符判断函数 

char Precede(char A,char B){ 
//比较运算符A, B的优先关系，A，B的范围仅限于'+','-','*','/','^','(',')','=' 
//返回'>','<','=' 
switch(A){ 
case '+':switch(B){ 
case '+':return '>'; 
case '-':return '>'; 
case '*':return '<'; 
case '/':return '<'; 
case '^':return '<'; 
case '(':return '<'; 
case ')':return '>'; 
case '=':return '>'; 
default:printf("表达式错误！\n");exit(0); 
} 
case '-':switch(B){ 
case '+':return '>'; 
case '-':return '>'; 
case '*':return '<'; 
case '/':return '<'; 
case '^':return '<'; 
case '(':return '<'; 
case ')':return '>'; 
case '=':return '>'; 
default:printf("表达式错误！\n");exit(0); 
} 
case '*':switch(B){ 
case '+':return '>'; 
case '-':return '>'; 
case '*':return '>'; 
case '/':return '>'; 
case '^':return '<'; 
case '(':return '<'; 
case ')':return '>'; 
case '=':return '>'; 
default:printf("表达式错误！\n");exit(0); 
} 
case '/':switch(B){ 
case '+':return '>'; 
case '-':return '>'; 
case '*':return '>'; 
case '/':return '>'; 
case '^':return '<'; 
case '(':return '<'; 
case ')':return '>'; 
case '=':return '>'; 
default:printf("表达式错误！\n");exit(0); 
} 
case '^':switch(B){ 
case '+':return '>'; 
case '-':return '>'; 
case '*':return '>'; 
case '/':return '>'; 
case '^':return '>'; 
case '(':return '<'; 
case ')':return '>'; 
case '=':return '>'; 
default:printf("表达式错误！\n");exit(0); 
} 
case '(':switch(B){ 
case '+':return '<'; 
case '-':return '<'; 
case '*':return '<'; 
case '/':return '<'; 
case '^':return '<'; 
case '(':return '<'; 
case ')':return '='; 
case '=':printf("表达式错误！\n");exit(0); 
default:printf("表达式错误！\n");exit(0); 
} 
case ')':switch(B){ 
case '+':return '>'; 
case '-':return '>'; 
case '*':return '>'; 
case '/':return '>'; 
case '^':return '>'; 
case '(':printf("表达式错误！\n");exit(0); 
case ')':return '>'; 
case '=':return '>'; 
default:printf("表达式错误！\n");exit(0); 
} 
case '=':switch(B){ 
case '+':return '<'; 
case '-':return '<'; 
case '*':return '<'; 
case '/':return '<'; 
case '^':return '<'; 
case '(':return '<'; 
case ')':printf("表达式错误！\n");exit(0); 
case '=':return '='; 
default:printf("表达式错误！\n");exit(0); 
} 
default:printf("表达式错误！\n");exit(0); 
} 
}//Precede 

Status InOP(char c){ 
//判断c是否是运算符，是则返回TRUE,否则返回FALSE 
switch(c){ 
case '+':return TRUE; 
case '-':return TRUE; 
case '*':return TRUE; 
case '/':return TRUE; 
case '^':return TRUE; 
case '(':return TRUE; 
case ')':return TRUE; 
case '=':return TRUE; 
default:return FALSE; 
} 
}//InOP 


//*************************************************************************** 

float Operate(float a,char theta,float b){ 
switch(theta){ 
case '+':return a+b; 
case '-':return a-b; 
case '*':return a*b; 
case '/': 
if(b==0){ 
printf("分母不能为0!\n"); 
exit(0); 
} 
else return a/b; 
case '^': 
if(a==0&&b<=0){ 
printf("0的指数必须大于0!\n"); 
exit(0); 
} 
else return (float)pow(a,b); 
default:printf("表达式错误！\n");exit(0); 
} 
}//Operate 

Status EvaluateExpression(){ 
//算术表达式求值 
char c,x,theta,prec; 
//c是每次读取的字符，x是存放脱括号后的多余的括号，theta是运算符，prec是c的前一个字符 
float a,b,result;//a、b是每次从运算数栈中取出的要进行运算的数，result存放最终结果 
float cc,flag,ii,minus=1; 
//cc存放由字符串转化而来的浮点数，flag用于标记是否已读取过小数点， 
//ii存放小数部分需要缩小的倍数,minus用于记录该数前是否有负号 
SqStack1 OPTR; 
SqStack2 OPND; 
InitStack(OPTR);InitStack(OPND); 
Push(OPTR,'='); 
prec='=';scanf("%c",&c); 
while(c!='='||GetTop(OPTR)!='='){ 
cc=0;flag=0;ii=10; 
if(c=='-'&&(prec=='='||prec=='(')){minus=-1;prec=c;scanf("%c",&c);} 
//若某“-”前面是“=”(第一个符号就是“-”)或“(”，则此为负号，不是减号 
else if(!InOP(c)){ 
while(!InOP(c)){ 
if(c>=48&&c<=57){ 
if(flag==0)cc=cc*10+c-48;//小数点之前 
else if(flag==1){cc=cc+(c-48)/ii;ii*=10;}//小数点之后 
else {printf("小数点错误！\n");exit(0);}//小数点有错 
} 
else if(c=='.')flag++;//读到小数点 
else {printf("表达式错误！\n");exit(0);} 
prec=c;scanf("%c",&c); 
} 
cc*=minus;minus=1; 
Push(OPND,cc); 
}//不是运算符则进OPND栈 
else 
switch(Precede(GetTop(OPTR),c)){ 
case '<':Push(OPTR,c);prec=c;scanf("%c",&c);break;//栈顶元素优先级低 
case '=':Pop(OPTR,x);prec=c;scanf("%c",&c);break;//脱括号并接收下一字符 
case '>'://退栈并将运算结果入栈 
Pop(OPTR,theta); 
Pop(OPND,b);Pop(OPND,a); 
Push(OPND,Operate(a,theta,b)); 
break; 
} 
} 
result=GetTop(OPND); 
printf("%f\n",result); 
//DestroyStack(OPTR); 
//DestroyStack(OPND); 
return OK; 
}//EvaluateExpression 

void main(){ 
printf(" **********************\n"); 
printf(" * 欢迎使用计算器! *\n"); 
printf(" **********************\n"); 
printf("请输入表达式，以“=”结束：\n"); 
printf("(支持实数间的加(+)、减(-)、乘(*)、除(/)、乘方(^)、单目减(-)运算)\n"); 
EvaluateExpression(); 
exit (0); 
}
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