C語言表達式計算課設(shè)報告

1、目錄一、 需要分析21) 課題要求22) 課題分析23) 實現(xiàn)功能步驟24) 承擔(dān)模塊工作詳解25) 運行環(huán)境2二、 概要設(shè)計31) 系統(tǒng)流程圖32) 提示輸入模塊43) 表達式正誤判斷模塊44) 中綴表達式轉(zhuǎn)為后綴表達式模塊45) 后綴表達式計算模塊4三、 詳細(xì)設(shè)計41) main函數(shù)模塊42) 提示輸入模塊53) 表達式正誤判斷64) 中綴表達式轉(zhuǎn)為后綴表達式75) 后綴表達式的計算9四、 調(diào)試分析141) 調(diào)試過程中遇到的問題和解決方法142) 經(jīng)驗和體會14五、 用戶使用說明14六、 測試結(jié)果15七、 參考文獻17八、 附錄18圖表目錄圖表 1 .1 輸入提示15圖表 2 .1 輸入選

2、擇錯誤15圖表 3 .1 正常表達式計算16圖表 4 .1表達式錯誤提示171、 需要分析 1) 課題要求表達式計算(難度：B)要求：輸入一個表達式，輸出其結(jié)果。表達式由數(shù)字、運算符（+ - * / ( ) ）常用數(shù)學(xué)函數(shù)組成。例如，輸入 3*(sqrt(64)+(4/3)，輸出28。此外,如果輸入的是錯誤的表達式，則提示錯誤。例如：2+*3則輸出：表達式輸入錯誤。2) 課題分析根據(jù)課題要求應(yīng)該做到以下幾點：1 提示輸入，輸出提示內(nèi)容。包括數(shù)的類型（浮點型），運算符種類（+、-、*、/）， 函數(shù)的種 類（sqrt(x)、log(x)、fabs(x)、sin(x)、cos(x)、tan(x)）。

3、2 主函數(shù)中設(shè)置計算循環(huán)，實現(xiàn)可以運算多個表達式，并設(shè)置退出表達式計算按鈕。3 實現(xiàn)表達式的正誤判斷，錯誤返回0并輸出表達式錯誤，正確返回1。4 實現(xiàn)將中綴表達式轉(zhuǎn)為后綴表達式的處理，返回后綴表達式。5 實現(xiàn)后綴表達式的運算，返回最后數(shù)值。3) 實現(xiàn)功能步驟由提示輸入，輸入“1”按回車進行表達式計算，輸入要計算的表達式按回車就可以得出結(jié)果，由提示輸入，輸入“2”按回車退出表達式的計算程序。4) 承擔(dān)模塊工作詳解我要做的是先做到輸出提示輸入的內(nèi)容，用while語句做到多個表達式計算循環(huán)，再利用單向棧的知識做到將中綴表達式轉(zhuǎn)為后綴表達式的處理，其中關(guān)乎括號和函數(shù)的處理，采用整體法思路，把括號里的內(nèi)

4、容和函數(shù)內(nèi)容看做整體處理，最后進行后綴表達式的計算，采用先分后整的方法，利用調(diào)用函數(shù)和遞歸，先進行表達式里的函數(shù)和括號里內(nèi)容的計算，再整體計算。主要要編寫出各部分的程序，合理的進行棧和遞歸的處理。5) 運行環(huán)境系統(tǒng)軟件：Window 2000 以上系統(tǒng)語言選擇：C語言工具軟件：VC+2、 概要設(shè)計1) 系統(tǒng)流程圖開始輸入選擇輸入為1 輸入表達式 是表達式正確 否 結(jié)束輸出計算結(jié)果轉(zhuǎn)為后綴表達式后綴表達式計算 是 否 2) 提示輸入模塊該模塊進行一些輸出提示，包括tishishuru(),tishishuru1() 兩個函數(shù)，主要輸出表達式的運算符種類，函數(shù)類型等提示，輸出是否進行表達式計算板塊

5、，采用printf,scanf 語句就可以完成。3) 表達式正誤判斷模塊該模塊包括函數(shù)panduan(char*x) 當(dāng)輸入一個表達式時，將表達式存入數(shù)組后，先進行表達式的正誤判斷。進行一個個字符的判斷，用if語句進行判斷，得找出所有表達式錯誤的情況，則剩下正確的表達式。4) 中綴表達式轉(zhuǎn)為后綴表達式模塊這一模塊實現(xiàn)中綴表達式轉(zhuǎn)為后綴表達式，包括函數(shù)trans(char *exp,char*postexp),利用單向棧的知識，實現(xiàn)入棧操作，該模塊需采用整體法思想，把括號內(nèi)內(nèi)容和函數(shù)內(nèi)容看做整體存入為后綴表達式，利于后一步的分部計算。5) 后綴表達式計算模塊該模塊包括compvalue (cha

6、r *postex) 函數(shù)，實現(xiàn)對后綴表達式的計算并且返回計算結(jié)果于主函數(shù)中，采用出棧計算操作，將計算結(jié)果存入數(shù)據(jù)棧中。3、 詳細(xì)設(shè)計1) main函數(shù)模塊進行對各個自定義函數(shù)的調(diào)用，輸入表達式，輸出計算結(jié)果并利用while 語句做循環(huán)，實現(xiàn)多次計算。核心代碼：void main () /*主函數(shù)*/ float r; /*用于存入表達式最后結(jié)果*/ char *exp; /*存放輸入的表達式*/ char *postexp; /*存放后綴表達式*/ exp=(char*)malloc(MAXSIZE*sizeof(char); postexp=(char*)malloc(MAXSIZE*si

7、zeof(char); /*取內(nèi)存*/ tishishuru(); /*提示輸入的內(nèi)容*/tishishuru1(); while (n=1) printf("請輸入的表達式："); /*提示輸入表達式*/ gets(exp); /*輸入表達式*/ if (panduan(exp)=0) /*判斷表達式正誤*/ printf ("tt表達式錯誤!n"); else trans(exp,postexp); /*調(diào)用中綴表達式轉(zhuǎn)后綴表達式函數(shù)*/ r=compvalue(postexp); /*調(diào)用函數(shù)*/ printf("tt輸出最后結(jié)果: %g

8、",r); /*輸出計算結(jié)果*/ tishishuru1(); printf("tt表達式計算結(jié)束n"); 2) 提示輸入模塊實現(xiàn)輸入的提示，主要輸出表達式的運算符種類，函數(shù)類型等提示，輸出是否進行表達式計算，同時進行對輸入選擇“1”“2”的處理，處理輸入字母造成的死循環(huán)問題。核心代碼：oe: printf("請選擇：");scanf("%s",c);getchar();if(!(c0='1'&&c1='0')|(c0='2'&&c1='

9、0') printf("輸入錯誤!請重新輸入!n"); goto oe; n=c0-'0'3) 表達式正誤判斷利用while 語句進行一個個字符的查看，利用if 語句判斷是否出錯，出錯即返回0，若到最后一個字符都沒有錯則返回1。難點在于函數(shù)和括號內(nèi)容的判斷。核心代碼：int panduan(char *x) /*自定義函數(shù)panduan表達式正誤判斷*/ int i=-1,j=0,a=b=0; /*定義整型變量*/ char tem4,tem15; /*定義數(shù)組存入函數(shù)名*/ while (x+i!='0') . （省略次要部分） i

10、f(xi>='a'&& xi<='z') tem0=xi; tem1=xi+1; tem2=xi+2; tem3='0' tem10=xi; /*將函數(shù)名存入數(shù)組*/ tem11=xi+1; tem12=xi+2; tem13=xi+3; tem14='0' if(strcmp(tem,"sin")&&strcmp(tem,"log")&& strcmp(tem,"tan")&&strcmp(te

11、m,"cos") if (!(strcmp(tem1,"fabs")&&strcmp(tem1,"sqrt") if(xi+4!='(') printf("tt函數(shù)名后非（ 錯誤!n"); return 0;break; /*函數(shù)名后非（ 錯誤*/ i=i+3;continue ; if(xi+3!='(') printf("tt函數(shù)名后非（ 錯誤!n"); return 0;break; /*函數(shù)名后非（ 錯誤*/ else return 0;b

12、reak; i=i+2; if(a!=b) printf("tt左括號數(shù)不等于右括號數(shù)錯誤!n"); return 0; /*左括號數(shù)不等于右括號數(shù)錯誤*/return 1; /*表達式正確返回1*/ 4) 中綴表達式轉(zhuǎn)為后綴表達式利用入棧原理將中綴表達式轉(zhuǎn)為后綴表達式，例如：3-5 變?yōu)椋?#5- 采用整體法思想把函數(shù)和括號內(nèi)容看做整體，例如：3+tan(5+8) 變?yōu)椋?#tan(5+8)+ 利用while 語句和switch語句進行對不同字符的處理。核心代碼1：定義字符棧struct char date MAXSIZE; int top ; op;核心代碼2：whil

13、e (*exp!='0') switch (*exp) case 's': case 'l': case 't':case 'f':case 'c': while (*exp>='a'&&*exp<='z') /*存取基本函數(shù)名*/ postexpi+=*exp; /*遇到字母則存入postexp*/ exp+; postexpi+=*exp;exp+; k=1; while (k) if (*exp='(')k+; if

14、(*exp=')') /*把函數(shù)括號內(nèi)內(nèi)容整體存入*/ k-; postexpi+=*exp; exp+; postexpi+='#' /*存入后用#隔開*/ break; /*將函數(shù)作為整體存入數(shù)組*/ case '(': postexpi+=*exp; exp+; k=1; while (k) if (*exp='(') /*將非函數(shù)括號沒的括號內(nèi)內(nèi)容整體存入*/ k+; if (*exp=')') k-; postexpi+=*exp; exp+; postexpi+='#' /*存入后用#隔

15、開*/ break; case '+': case '-': while(op.top!=-1) postexpi+=op.dateop.top; op.top-; /*進行加減號的處理*/ op.top+; op.dateop.top=*exp;exp+; break; case '*': case '/': while (op.dateop.top='*'| op.dateop.top='/') postexpi+=op.dateop.top; op.top-; op.top+; /*進行乘除的

16、處理*/ op.dateop.top=*exp; exp+; break; case ' ': exp+;break; /*空格跳過*/ default : while(*exp>='0'&&*exp<='9') |*exp='.') postexpi+=*exp; exp+; /*進行數(shù)字的處理*/ postexpi+='#' while (op.top!=-1) /*exp掃描完畢，棧非空時循環(huán)*/ postexpi+=op.dateop.top; /*數(shù)字后存入運算符*/ op.t

17、op-; 5) 后綴表達式的計算對后綴表達式進行計算，利用出棧原理，把計算的值存入數(shù)據(jù)棧中，采用先分計算后整計算的方式，例如：sqrt(9-8)#4+ 先進行9-8的運算，調(diào)用中綴表達式轉(zhuǎn)為后綴表達式函數(shù)trans(),變?yōu)?#8-得值為1，再進行sqrt(1)#4-的運算，利用遞歸思想。核心代碼1:數(shù)據(jù)棧的定義struct int top; float dateMAXSIZE; /*定義棧存入計算結(jié)果*/ st;核心代碼2：加減乘除的處理while (*postex!='0') switch (*postex) case '+': a=st.datest.to

18、p; /*進行加法運算*/ st.top-; b=st.datest.top; st.top-; c=a+b; st.top+; st.datest.top=c; break; case '-': a=st.datest.top; /*進行減法運算*/ st.top-; b=st.datest.top; st.top-; c=b-a;st.top+; st.datest.top=c; break; case '*': a=st.datest.top; /*進行乘法運算*/ st.top-; b=st.datest.top; st.top-; c=b*a;st.t

19、op+; st.datest.top=c; break; case '/': a=st.datest.top; /*進行除法運算*/ st.top-; b=st.datest.top; st.top-; if(a!=0) /*判斷分母是否為0*/ c=b/a;st.top+; st.datest.top=c; else printf ("ttIt is wrong分母不能為零n"); return 0;break; /*表達式出錯返回返回0*/ break; default : /*進行對數(shù)的處理，轉(zhuǎn)化為float型的數(shù)*/ d=0;i=0; while(*

20、postex>='0'&&*postex<='9')|*postex='.') while (*postex>='0'&&*postex<='9') d=10*d+(float) (*postex-'0'); postex+; if (*postex='.') postex+; while (*postex>='0'&&*postex<='9') /*進行對小數(shù)的處理*

21、/ i+; d=d+(float)pow(10,-i)*(*postex-'0'); postex+; st.top+; st.datest.top=d; break; postex+; return st.datest.top; /*返回表達式最后的值*/ 核心代碼3：括號和函數(shù)的處理switch (*postex) case 't':case 's':case 'f': case 'c':case 'l': w=postex; /*w指向函數(shù)的第一個字母*/ while(*postex>=

22、'a'&&*postex<='z') postex+; postex+; /*遇到函數(shù)名先跳過*/ k=1;q=p; /*q取p的首地址進行操作*/ while (k) if (*postex='(') k+; if (*postex=')') k-; *q=*postex; q+;postex+; q-; *q='0' /*把函數(shù)括號內(nèi)的內(nèi)容存入新的內(nèi)存p中組成新的字符串*/ trans(p,t); /*調(diào)用函數(shù)*/ e=compvalue(t); /*調(diào)用函數(shù)函數(shù)*/ st.top+; s

23、witch (*w) case 't': st.datest.top=(float)tan(e);break; /*進行tan()的運算*/ case 's': if (*(+w)='q') if (e<0) printf ("tt不符合函數(shù)取值范圍出錯!n"); /*不符合函數(shù)取值范圍出錯*/return 0;break; /*表達式出錯返回返回0*/ st.datest.top=(float)sqrt(e);break; /*進行sqrt()函數(shù)的運算*/ else st.datest.top=(float)sin(

24、e);break; /*進行san()函數(shù)的運算*/ case 'l': if (e<0) printf ("tt不符合函數(shù)取值范圍出錯!n"); /*不符合函數(shù)取值范圍出錯*/ return 0;break; /*表達式出錯返回返回0*/ st.datest.top=(float)log(e);break; /*進行l(wèi)og()函數(shù)的運算*/ case 'c': st.datest.top=(float)cos(e);break; /*進行cos()函數(shù)的運算*/ case 'f': if (e<0) printf

25、 ("tt不符合函數(shù)取值范圍出錯!n"); /*不符合函數(shù)取值范圍出錯*/ return 0;break; /*表達式出錯返回返回0*/ st.datest.top=(float)fabs(e);break; /*進行fabs()函數(shù)的運算*/ break; case '(': /*進行括號的運算，把括號內(nèi)的表達式看做整體采用先整后分*/ postex+; k=1;q=p; while (k) if (*postex='(') k+; if (*postex=')') k-; *q=*postex; /*把函數(shù)括號內(nèi)的內(nèi)容存入

26、新的內(nèi)存p中組成新的字符再 調(diào)用函數(shù)對p進行運算處理*/ q+;postex+; q-;*q='0' if (panduan(p)=0) printf ("tt表達式錯誤!n"); /*輸出錯誤提示*/4、 調(diào)試分析1) 調(diào)試過程中遇到的問題和解決方法第一，輸入選擇“1”“2”時輸入字母造成死循環(huán)，解決方法：把輸入的內(nèi)容存入字符串?dāng)?shù)組中，進行判斷是否為字符“1”“2”，不是則利用goto函數(shù)返回重新輸入。第二，對于先有加減號的表達式不知道如何處理，解決方法：在表達式最前方加上一個字符0，構(gòu)成一個新的表達式來處理，例如：-9+8 變成0-9+8。第三，不知道如

27、何處理函數(shù)的計算，采用轉(zhuǎn)表達式整體法和計算先分后總的方法。2) 經(jīng)驗和體會對于本次課設(shè)，題目“表達式計算”，開始拿到這個題目時覺得很簡單，自己很快就可以處理好，可真正開始寫代碼時，發(fā)現(xiàn)自己在機房發(fā)呆了幾節(jié)課，前幾節(jié)課都沒有寫出什么東西。因為自己都不知道怎么下手，所以開始幾堂課都在找資料，有看書的，也有百度。找到思路后，自己自學(xué)了一下數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)書中單向棧的知識，看了一個小例題，也知道如何下手了。這個課設(shè)花了我許多時間的，雖然是在規(guī)定的幾周上機時間完成的，通過課設(shè)的學(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)自己學(xué)到了不少，C語言的知識加強了不少，了解了棧的初步學(xué)習(xí)，同時知道了對于寫一個代碼數(shù)量較多的程序，一定不能把一大堆代碼堆在一

28、起，而是要學(xué)會一小塊一小塊拼起來，確保小塊正確后來確保大塊的正確，那樣才更容易找出錯誤并改正。課設(shè)的學(xué)習(xí)，讓我對C語言更有興趣，感覺到程序的實用性，自己也更喜歡寫代碼了，希望在以后的學(xué)習(xí)中，自己可以學(xué)到更多的知識，寫出更好地程序。5、 用戶使用說明1 本次運行程序的環(huán)境是：2 程序要包括兩次輸入，第一輸入“1”或“2” ，選擇是否進行表達式計算，輸入1計算，輸入2 退出，按回車鍵確認(rèn)輸入。若輸入1則進行表達式計算，輸入要計算的表達式，按回車鍵計算即可。6、 測試結(jié)果圖表 1.1 輸入提示圖表 2.1 輸入選擇錯誤圖表 3.1 正常表達式計算圖表 4.1表達式錯誤提示7、 參考文獻1 C語言程序

29、設(shè)計 （第二版）何欽銘，顏暉。2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) （C語言版） 嚴(yán)蔚敏，吳偉民。8、 附錄/*27. 表達式計算（難度：B） 要求：輸入一個表達式，輸出其結(jié)果。表達式由數(shù)字、運算符（+ - * / ( ) ） 常用數(shù)學(xué)函數(shù)組成。例如，輸入 3*(sqrt(64)+(4/3)，輸出28。此外， 如果輸入的是錯誤的表達式，則提示錯誤。例如：2+*3則輸出：表達式輸入錯誤。*/ /*源代碼*/#include<stdio.h>#include<string.h>#include<math.h>#include<stdlib.h>#define MAXSIZE

30、 200 int n; /*定義全局變量n*/int panduan (char *x); /*自定義函數(shù)判斷表達式的正誤*/float compvalue (char *postex); /*中綴表達式轉(zhuǎn)為后綴表達式*/void trans(char *exp,char*postexp); /*進行后綴表達式的運算*/void tishishuru(); /*自定義函數(shù)提示輸入的內(nèi)容*/void tishishuru1(); void main () /*主函數(shù)*/ float r; /*用于存入表達式最后結(jié)果*/ char *exp; /*存放輸入的表達式*/ char *postexp;

31、 /*存放后綴表達式*/ exp=(char*)malloc(MAXSIZE*sizeof(char); postexp=(char*)malloc(MAXSIZE*sizeof(char);/*取內(nèi)存*/system("color 6");tishishuru(); /*提示輸入的內(nèi)容*/tishishuru1(); while (n=1) printf("請輸入的表達式："); /*提示輸入表達式*/ gets(exp); /*輸入表達式*/ printf("n"); if (panduan(exp)=0) /*判斷表達式正誤*/

32、 printf ("tt表達式錯誤!n"); printf("*n"); /*清屏*/ else trans(exp,postexp); /*調(diào)用中綴表達式轉(zhuǎn)后綴表達式函數(shù)*/ printf("tt輸出后綴表達式：%sn",postexp); /*輸出后綴表達式*/ r=compvalue(postexp); /*調(diào)用函數(shù)*/ printf("n"); printf("tt輸出最后結(jié)果: %g",r); /*輸出計算結(jié)果*/ printf("n"); printf("*n"); /*清屏*/ tishishuru1(); printf("tt表達式計算結(jié)束n"); void trans (char*exps,char*postexp) /*進行對中綴表達式轉(zhuǎn)為后綴表達式*/ struct char date MAXSIZE; int top ; op; /*定義棧存放運算符*/ int k,i=0; /*定義整型變量*/ char *p ,*exp,*q; /*定義指針變量*/ exp=(char*)malloc(MAXSIZE*sizeof(char)