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c# 逆波兰式实现计算器

2017-04-11 21:26 274 查看

语文不好,不太会组织语言,希望不要太在意。

如题,先简要介绍一下什么是逆波兰式  通常我们在写数学公式的时候  就是a+b+c这样,这种表达式称为中缀表达式,逆波兰式又称为后缀表达式,例如a+b 后缀表达式就为ab+

而把中缀表达式转为逆波兰式也是很容易的,以下算法摘自百度百科

简要说一下栈,栈是一种先进后出的对象集合,可以把栈理解为一个桶,先进后出  Stack   Peek()是取出但是不剔除 做比较的时候用,Pop()是出栈,Push()入栈

首先需要分配2个栈,一个作为临时存储运算符的栈S1(含一个结束符号),一个作为输入逆波兰式的栈S2(空栈),S1栈可先放入优先级最低的运算符#,注意,中缀式应以此最低优先级的运算符结束。可指定其他字符,不一定非#不可。从中缀式的左端开始取字符,逐序进行如下步骤: (1)若取出的字符是操作数,则分析出完整的运算数,该操作数直接送入S2栈 (2)若取出的字符是运算符,则将该运算符与S1栈栈顶元素比较,如果该运算符优先级大于S1栈栈顶运算符优先级,则将该运算符进S1栈,否则,将S1栈的栈顶运算符弹出,送入S2栈中,直至S1栈栈顶运算符低于(不包括等于)该运算符优先级,最后将该运算符送入S1栈。 (3)若取出的字符是“(”,则直接送入S1栈顶。 (4)若取出的字符是“)”,则将距离S1栈栈顶最近的“(”之间的运算符,逐个出栈,依次送入S2栈,此时抛弃“(”。 (5)重复上面的1~4步,直至处理完所有的输入字符 (6)若取出的字符是“#”,则将S1栈内所有运算符(不包括“#”),逐个出栈,依次送入S2栈。 完成以上步骤,S2栈便为逆波兰式输出结果。不过S2应做一下逆序处理。便可以按照逆波兰式的计算方法计算了!把一个表达式转为逆波兰式  比如 (a+b)*c 逆波兰式为ab+c* a为数字,入栈,b为数字,入栈,“+”,为运算符  a b出栈,计算a+b 然后将结果 入栈,c入栈,"*"为运算符,a+b的结果出栈,c出栈,运算 * 将结果再入栈 运算完毕,栈里的结果就是我们想要的了   代码实现(有点乱)   判断元素是不是为数字
static bool IsNumber(string s)
{
return Regex.IsMatch(s, @"\d+");
}

判断元素是否为运算符(+-*/)

static bool IsSiZe(string s)
{
string ts = "+-*/";
return ts.IndexOf(s) > -1;
}

判断优先级

static int Level(string s)
{
int i = 0;
switch (s)
{
case ",":
i = 0;
break;
case "(":
case ")":
case "#":
i = 1;
break;
case "+":
case "-":
i = 2;
break;
case "*":
case "/":
i = 3;
break;
}
return i;
}

计算

private static void Calc(Stack<string> numStack, Stack<string> operStack)
{
int rightnum = int.Parse(numStack.Pop());
int leftnum = int.Parse(numStack.Pop());
string oper = operStack.Pop();
switch (oper)
{
case "+":
numStack.Push((leftnum + rightnum).ToString());
break;
case "-":
numStack.Push((leftnum - rightnum).ToString());
break;
case "*":
numStack.Push((leftnum * rightnum).ToString());
break;
case "/":
numStack.Push((leftnum / rightnum).ToString());
break;
}

}

总体实现代码

static void ToNiBoLan(string exp)
{
operStack.Push("#");  //进栈  便于比较

string token = "";
for (int i = 0; i < exp.Length; i++)
{
if (IsNumber(exp[i].ToString()))  //如果是数字
{
token += exp[i].ToString();
}
else if (exp[i].ToString() == "(")   //左括号直接进栈
{
operStack.Push(exp[i].ToString());
if (IsNumber(token))
numStack.Push(token);
token = "";
}
else if (IsSiZe(exp[i].ToString()))
{
if (IsNumber(token))
numStack.Push(token);
token = "";
int item = Level(exp[i].ToString()).CompareTo(Level(operStack.Peek()));  //比较运算符优先级
if (item > 0)  //如果优先级高于栈顶,运算符进栈
{
operStack.Push(exp[i].ToString());
}
else   //如果运算符小于或等于栈顶  进行计算 并将运算符进栈
{

Calc(numStack, operStack);

operStack.Push(exp[i].ToString());
}

}
else if (exp[i].ToString() == ")")  //如果遇到右括号 依次遍历进行计算直至遇到左括号
{
if (IsNumber(token))
numStack.Push(token);
token = "";
while (operStack.Peek() != "(")
{
Calc(numStack, operStack);
}
token = numStack.Pop();  //拿出数字便于进行下一次计算
operStack.Pop();  //符合条件的左括号出栈

}
else  //遍历结束
{
if (IsNumber(token))
numStack.Push(token);
token = "";
while (numStack.Count > 1)
{
Calc(numStack, operStack);
}
}
}
}

  调用

string s = Console.ReadLine()+"#";  //为了便于比较,在表达式结尾加上"#"
ToNiBoLan(s);
Console.WriteLine(numStack.Pop());

  总体代码如此

 
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