c语言简单科学计算器
算符优先法的思想。
#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <ctype.h>#include <string.h>#include <math.h>#define MAX_TOKEN_LEN 100 //标记最大长度#define EXPR_INCREMENT 20//表达式长度的增量typedef struct { double opnd; //操作数 char optr[11]; //运算符 int flag; //若为1，则为单目运算符，2则是双目运算符} SElemType; //栈元素类型typedef struct SNode { //栈 SElemType date; struct SNode * next;} SNode, *Stack;struct { //用来存储一个操作数或运算符 char str[MAX_TOKEN_LEN]; int type; //类型，若为0，则为操作数，若为1则为运算符} token;struct { //expression,用来存储表达式 char *str; int cur; //标记读取expr的当前位置}expr;Stack OPND, OPTR; //操作数栈operand,运算符栈operatorint expr_size; //表达式长度void InitStack(Stack *S) { //初始化栈 *S = (Stack)malloc(sizeof(SNode)); if(!(*S)) { printf("动态申请内存失败!\n"); exit(0); } //if (*S)->next = NULL;} //InitStackvoid DestroyStack(Stack *S) { //销毁栈 SNode *p; while(p = *S) { *S = p->next; free(p); } //while} //DestroyStackvoid Push(Stack S, SElemType e) { //入栈 SNode *p; p = (SNode *)malloc(sizeof(SNode)); if(! p) { printf("动态申请内存失败!\n"); exit(0); } //if strcpy(p->date.optr,e.optr); p->date.opnd = e.opnd; p->date.flag = e.flag; p->next = S->next; S->next = p;} //Pushvoid Pop(Stack S,SElemType *e) { //出栈 SNode *p; p = S->next; if(! p) { printf("栈为空，不能出栈!\n"); exit(0); } //if S->next = p->next; strcpy(e->optr,p->date.optr); e->opnd = p->date.opnd; e->flag = p->date.flag; free(p);} //Popvoid get_expr() { //获取expr字符串 char *p; int size; expr.cur = 0; expr_size = 100; expr.str = (char*)malloc(expr_size * sizeof(char)); if(! expr.str) { printf("内存分配失败!\n"); exit(0); } //if size = 0; p = expr.str; while((*p = getchar()) != '\n') { if(*p != ' ') { if((*p >= 'A') && (*p <= 'Z')) { *p = *p + 32; //将大写转换成小写 } //if p++; size++; if(size == expr_size-1) { //此时expr.str已满，将其扩大 expr_size += EXPR_INCREMENT; expr.str = (char*)realloc(expr.str,expr_size * sizeof(char)); if(! expr.str) { printf("内存分配失败!\n"); exit(0); } //if p = &expr.str[size]; //realloc后需重新指定p } //if } //if } //while *p++ = '#'; *p = '\0';} //get_exprint IsOpnd(char ch) { //判断ch是否是操作数的一部分 if((ch >= '0') && (ch <= '9') || (ch == '.')) { return 1; } //if if((ch == '-') || (ch == '+')) { //如若+-前面是'#'或'(',则为正负号 if((expr.cur == 0) || (expr.str[expr.cur-1] == '(')) { return 1; } //if } //if return 0;} //IsOpndvoid gettoken() { //获取一个标记 char *p = token.str; *p = expr.str[expr.cur]; if(IsOpnd(*p)) { while(IsOpnd(*++p = expr.str[++expr.cur])); //注意是分号结尾 *p = '\0'; token.type = 0; //将标记类型设定为操作数 return; } //if if((*p >= 'a') && (*p <= 'z')) { //接收sin,tan,ln之类的函数运算符或操作数 while((expr.str[expr.cur+1] >= 'a') && (expr.str[expr.cur+1] <= 'z')) { *++p = expr.str[++expr.cur]; } //while } //if ++expr.cur; *++p = '\0'; if(!strcmp(token.str,"e")) { //e为欧拉数，既自然对数的底数 sprintf(token.str,"%.16g",exp(1));//springf是库函数，功能是将显示在屏幕上的内容储存在字符串中 token.type = 0; return; } //if if(!strcmp(token.str,"pi")) { //pi为圆周率 //sprintf(token.str,"%.16g",exp(1));//springf是库函数，功能是将显示在屏幕上的内容储存在字符串中 strcpy(token.str,"3.1415926535897932"); token.type = 0; return; } //if token.type = 1; //将标记类型设定为运算符} //gettokenchar Precede(SElemType *optr1, SElemType *optr2) { //返回优先关系 char *str1,*str2; str1 = optr1->optr; str2 = optr2->optr; if(!strcmp(str1,"ln") || !strcmp(str1,"lg") || !strcmp(str1,"sin") || !strcmp(str1,"cos") || !strcmp(str1,"tan")) { optr1->flag = 1; //这些均为单目运算符 return (!strcmp(str2,"(") || !strcmp(str2,"^") || !strcmp(str2,"!")) ? '<' : '>'; } //if if(!strcmp(str1,"!")) { optr1->flag = 1; return '>'; } //if optr1->flag = 2; switch(str1[0]) { case '+': case '-': return (!strcmp(str2,"+") ||!strcmp(str2,"-") || !strcmp(str2,")") || !strcmp(str2,"#")) ? '>' : '<'; case '*': case '/': return (!strcmp(str2,"+") || !strcmp(str2,"-") ||!strcmp(str2,"*") || !strcmp(str2,"/") || !strcmp(str2,")") || !strcmp(str2,"#")) ? '>' : '<'; case '(': return !strcmp(str2,")") ? '=' : '<'; case ')': return '>'; case '^': return (!strcmp(str2,"(") || !strcmp(str2,"!") || !strcmp(str2,"^")) ? '<' : '>'; case '#': return !strcmp(str2,"#") ? '=' : '<'; } //switch} //Precedelong factorial(long n) { //阶乘 return (n <= 1) ? 1 : n * factorial(n-1);} //factorialSElemType Operate(SElemType opnd1, SElemType optr, SElemType opnd2) { //计算 SElemType temp; if(optr.flag == 1) { if(!strcmp(optr.optr,"!")) temp.opnd = factorial((long)opnd2.opnd); else if(!strcmp(optr.optr,"lg")) temp.opnd = log10(opnd2.opnd); else if(!strcmp(optr.optr,"ln")) temp.opnd = log(opnd2.opnd); else if(!strcmp(optr.optr,"sin")) temp.opnd = sin(opnd2.opnd); else if(!strcmp(optr.optr,"cos")) temp.opnd = cos(opnd2.opnd); else if(!strcmp(optr.optr,"tan")) temp.opnd = tan(opnd2.opnd); return temp; } //if switch(optr.optr[0]) { case '+': temp.opnd = opnd1.opnd + opnd2.opnd; break; case '-': temp.opnd = opnd1.opnd - opnd2.opnd; break; case '*': temp.opnd = opnd1.opnd * opnd2.opnd; break; case '/': temp.opnd = opnd1.opnd / opnd2.opnd; break; case '^': temp.opnd = pow(opnd1.opnd,opnd2.opnd); } //switch return temp;} //Operateint main() { SElemType optr,opnd1,opnd2; printf("\n欢迎使用简易科学计算器!\n"); printf("欧拉数为e,圆周率为pi,退出则输入quit!\n"); printf("优先级:括号高于'!'高于'^'高于lg,ln,sin,cos,tan高于*，/高于+,-\n"); printf("请输入计算表达式:\n\n"); while(1) { get_expr(); if(!strcmp(expr.str,"quit#")) { return 0; } //if InitStack(&OPTR); InitStack(&OPND); strcpy(optr.optr,"#"); Push(OPTR, optr); gettoken(); //从expr.str中获取一个标记(操作数或运算符) while(strcmp(token.str,"#") || strcmp(OPTR->next->date.optr,"#")) { if(token.type) { //说明token存储的是运算符 strcpy(optr.optr,token.str); switch(Precede(&(OPTR->next->date),&optr)) { case '<': //栈顶元素优先权低 strcpy(optr.optr,token.str); Push(OPTR,optr); gettoken(); break; case '=': //脱括号并接收下一字符 Pop(OPTR,&optr); gettoken(); break; case '>': //退栈并将运算结果入栈 Pop(OPTR,&optr); Pop(OPND,&opnd2); if(optr.flag == 2) { //是双目运算符才需另一个操作符 Pop(OPND,&opnd1); } //if Push(OPND,Operate(opnd1,optr,opnd2)); } //switch } //if else { //说明token存储的是操作数 opnd1.opnd = atof(token.str); Push(OPND,opnd1);//atof将token.str转换为双精度数 gettoken(); //获取下一个标记 } //else } //while printf("%.16g\n\n",OPND->next->date.opnd); free(expr.str); DestroyStack(&OPTR); DestroyStack(&OPND); } //while free(expr.str); return 0;} //main