operate.cpp

10以内数的四则运算表达式求值。利用堆栈的后进先出实现当运算符优先级较低的时候对操作数和运算符的出栈进行运算。

#define MAXLEN 100
#include "operate.h"
#include <string>
#include <windows.h>
#include <iostream>
using namespace std;
void Calc::gotoxy(int x,int y)//光标定位函数，将光标定位到坐标(x,y)
{   
      COORD c;   
      c.X = x - 1;   
      c.Y = y - 1;   
      SetConsoleCursorPosition(GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE),c);   
}
void Calc::Start(){
	system("color 1E");//设置背景颜色为蓝色，前景颜色为黄色
	cout<<"┏━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┓"<<endl
		<<"┃               ◇表达式求值◇             ┃"<<endl
		<<"┣━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┫"<<endl
		<<"┃                                          ┃"<<endl
		<<"┃       姓名：郑李新                       ┃"<<endl
		<<"┃       学号：20072110010112               ┃"<<endl
		<<"┃       班级：07软件工程（1）班            ┃"<<endl
		<<"┃                                          ┃"<<endl
		<<"┃            按回车键开始...               ┃"<<endl
		<<"┣━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┫"<<endl
		<<"┃                2008年12月25日            ┃"<<endl
		<<"┗━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┛"<<endl;
	getchar();
	system("cls");//清屏
	
	cout<<"┏━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┓"<<endl
		<<"┃                        ◇表达式求值◇                            ┃"<<endl
		<<"┣━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┫"<<endl
		<<"┃                                                                  ┃"<<endl
		<<"┃ 请输入表达式，并以'#'结尾(数值小于10)：                          ┃"<<endl
		<<"┃                                                                  ┃"<<endl
		<<"┃                                                                  ┃"<<endl
		<<"┗━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┛"<<endl;
	gotoxy(5,6);
	char input[MAXLEN];
	cin>>input;//输入表达式
	cout<<"┣━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┫"<<endl
		<<"┃                          ◇结 果◇                               ┃"<<endl
		<<"┣━━┳━━━━━━━┳━━━━━━━┳━━━━━━━━━━━━━━┫"<<endl
		<<"┃步骤┃    OPTR栈    ┃    OPND栈    ┃          主要操作          ┃"<<endl
		<<"┣━━╋━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━┫"<<endl;
	for(int i=1;i<=strlen(input)+8;i++){
		cout<<"┃    ┃              ┃              ┃                            ┃"<<endl;
	}
	cout<<"┣━━┻━━━━━━━┻━━━━━━━┻━━━━━━━━━━━━━━┫"<<endl
		<<"┃                        2008年12月25日                            ┃"<<endl
		<<"┗━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┛"<<endl;
	int count = 1;
	for(int i=0;i<strlen(input);){//循环读取输入的表达式
		if(input[i] >= '0' && input[i] <= '9'){//如果表达式中的字符是数字
			Opnd.push(input[i]-48);//将数字压入数字栈
			gotoxy(42,11+count);
			if(strlen(input)>1) cout<<"PUSH(OPND,'"<<input[i]<<"')";//如果表达式的长度大于1，输出操作信息
			i++;
		}
		else{//如果表达式中的字符是操作符
			switch(Precede(Optr.top(),input[i])){//判断当前操作符和字符栈栈顶元素的优先级
				case '<'://如果当前操作符比字符栈栈顶元素优先级低
					gotoxy(42,11+count);
					Optr.push(input[i]);//将字符压入字符栈
					cout<<"PUSH(OPTR,'"<<input[i]<<"')";//输出操作信息
					i++;
					break;
				case '='://如果当前操作符和栈顶元素优先级相同
					if(input[i]!='#'){//如果当前操作符不是'#'
						gotoxy(42,11+count);
						Optr.pop();//将堆栈栈顶元素弹出
						cout<<"POP(OPTR)";//输出操作信息
					}
					i++;
					break;
				case '>'://如果当前操作符优先级低于堆栈栈顶元素
					int a,b;
					char d;
					d=Optr.top();Optr.pop();//取出字符栈的栈顶运算符
					a=Opnd.top();Opnd.pop();//取出数字栈的操作数
					b=Opnd.top();Opnd.pop();//取出数字栈的操作数
					Operate(b,d,a);//进行运算
					gotoxy(42,11+count);
					cout<<"Operate('"<<b<<"','"<<d<<"','"<<a<<"')";//输出操作信息
					break;   /*当前操作符优先级 高于栈顶 则从符号栈取一元素，从数字栈取两个元素进行运算*/
			} 
		}
		gotoxy(4,11+count);
		cout<<count;//输出序号
		gotoxy(9,11+count);		
		PrintStack(Optr);//输出当前字符栈的内容
		gotoxy(25,11+count);		
		PrintStack(Opnd);//输出当前数字栈的内容
		count++;
	}
	gotoxy(42,10+count);
	cout<<"RESULT:"<<Opnd.top();//输出最后结果
	
}
template<class T>
void Calc::PrintStack(stack<T> _stack){//输出堆栈内容的模板函数
	if(!_stack.empty()){//如果堆栈不空
		stack<T> temp;//定义一个临时栈
		while(!_stack.empty()){//循环输出堆栈内容
			temp.push(_stack.top());//并且把堆栈内容压入临时栈，目的是倒置堆栈内所有元素
			_stack.pop();
		}
		while(!temp.empty()){//循环输出倒置后的堆栈元素
			cout<<temp.top()<<' ';
			temp.pop();
		}
	}
}
char Calc::Precede(char c1,char c2){ //判断c1,c2运算符优先级函数，优先级高返回'>',低返回'<',相同返回'='
	int i=0,j=0; 
	static char array[49]={ 
			'>', '>', '<', '<', '<', '>', '>',
			'>', '>', '<', '<', '<', '>', '>', 
			'>', '>', '>', '>', '<', '>', '>', 
			'>', '>', '>', '>', '<', '>', '>', 
			'<', '<', '<', '<', '<', '=', '!', 
			'>', '>', '>', '>', '!', '>', '>', 
			'<', '<', '<', '<', '<', '!', '='
			}; 
	switch(c1){/* i为下面array的横标 */
		case '+' : i=0;break; 
		case '-' : i=1;break; 
		case '*' : i=2;break; 
		case '/' : i=3;break; 
		case '(' : i=4;break; 
		case ')' : i=5;break; 
		case '#' : i=6;break; 
	} 
	switch(c2){/* j为下面array的纵标 */ 
		case '+' : j=0;break; 
		case '-' : j=1;break; 
		case '*' : j=2;break; 
		case '/' : j=3;break; 
		case '(' : j=4;break; 
		case ')' : j=5;break; 
		case '#' : j=6;break; 
	} 
	return (array[7*i+j]); /* 返回运算符 */ 
}
void Calc::Operate(double x,char g,double y){//运算函数,x,y为数字，g为运算符
  switch(g)   
  {   
    case '+': Opnd.push(x+y);break; /*操作结果运算后进入数字栈*/   
    case '-': Opnd.push(x-y);break; /*操作结果运算后进入数字栈*/   
    case '*': Opnd.push(x*y);break; /*操作结果运算后进入数字栈*/   
    case '/': Opnd.push(x/y);break; /*操作结果运算后进入数字栈*/   
  }   
}