给定四则运算(含括号)表达式,计算运算结果。
拓展知识:逆波兰式。
3+4*(5+6)样例输出
47问题分析
四则运算基本法则:先算乘除,后算加减,有括号的先算括号。于是给运算符定义优先级:
| 符号 | 优先级 |
|---|---|
| + - | 1 |
| * / | 2 |
由于括号实际上并不参与运算,只是改变运算的先后次序,所以括号不用考虑优先级,遇到括号时特判即可。
由于运算过程中,存在先算后面的情况,所以用栈来保存前面的运算符(如±),等后面运算(如*/)完成,再弹出栈中的运算符进行计算。这里的符号栈是单调栈,始终保持栈底到栈顶的符号优先级是递增的,因为栈顶内容最先被弹出并计算。
对于当前运算符,需要和栈顶元素比较优先级。如果栈顶优先级高,那就出栈运算;如果栈顶优先级低或相等,那就先入栈,因为不确定后面是不是还有优先级更高的符号。
光有符号栈还不够,数字也需要保存,所以就另外开辟一个数字栈来暂存数组,与符号栈同步。
代码实现#includeusing namespace std; // 定义符号的优先级 int priority(char oper) { if (oper == '+' || oper == '-') return 1; if (oper == '*' || oper == '/') return 2; } // 进行一次计算 void calculate(stack &nums, stack &symbols) { int b = nums.top(); nums.pop(); int a = nums.top(); nums.pop(); char oper = symbols.top(); symbols.pop(); if (oper == '+') nums.push(a + b); if (oper == '-') nums.push(a - b); if (oper == '*') nums.push(a * b); if (oper == '/') nums.push(a / b); // 整除 } // 表达式计算,需要保证表达式合法 int expression_calculation(const string &s) { stack nums; stack symbols; bool last_is_num = false; // 标记上一个元素是数字还是运算符 for (int i = 0; i < s.length(); i++) { if (isdigit(s[i])) // 读取数字 { int num = 0; for (; i < s.length() && isdigit(s[i]); i++) num = num * 10 + s[i] - '0'; nums.push(num); } if (i >= s.length()) break; cout << s[i] << endl; // 读取运算符,并考虑进行计算 if (s[i] == ')') // 寻找左括号 { while (symbols.top() != '(') calculate(nums, symbols); symbols.pop(); // 弹出( } else { while (!symbols.empty() && symbols.top() != '(' && s[i] != '(' && priority(symbols.top()) >= priority(s[i])) // 栈内的高或等优先级都可以计算了 calculate(nums, symbols); symbols.push(s[i]); // 当前运算符入栈 } } while (!symbols.empty()) // 栈中剩余运算符进行计算 calculate(nums, symbols); return nums.top(); } int main() { string s = "3+4*(5+6)"; int result = expression_calculation(s); cout << result << endl; }



