#(C语言版)科学计算器设计

由天下分享时间：2025/1/19 12:46:58 加入收藏我要投稿点赞

科学计算器设计(C语言版)

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学院：计算机信息工程学院语言平台：作者：日期：

一、背景和目的

计算器是现代日常生活中使用较为频繁的工具之一，常用的计算器有简易版和科学计算器两种模式。简易版的计算器不支持表达式运算，每次只能输入一个数据或者运算符来计算，而科学计算器除了容纳简易版计算器的功能外，还支持表达式运算，用户可以输入一个合法的算术表达式来得到所需的结果。

常用的算术表达式有三种，前缀表达式，中缀表达式和后缀表达式。

中缀表达式：我们平时书写的表达式就是中缀表达式，形如（a+b）*（c+d），事实上是运算表达式形成的树的中序遍历，特点是用括号来描述优先级。

后缀表达式：也叫逆波兰表达式，事实上是算数表达式形成的树的后序遍历。中缀表达式（a+b）*（c+d）的后缀表达式是ab+cd+*，它的特点就是遇到运算符就立刻进行运算。

前缀表达式：算数表达式形成的树的前序遍历。日常所书写的是中缀表达式，但是计算机内部是用后缀表达式计算，所以此程序的用户使用中缀表达式作为输入，程序将中缀表达式转化为后缀表达式后再进行运算并输出结果。

由于今后工作将使用C语言进行开发，而C语言是一个功能强大并且很灵活的语言，为复习和巩固C编程，故决定用C语言编写一个科学计算器。

本次开发采用C语言，以面对过程思想进行开发，使用的数据结构有队列和栈。

二、模块设计

本次开发，使用的控制台输入，并直接在控制台输出。科学计算器的功能组件如下：

输入表达式 input_expr () 当读到数字直接送至输出队列中当读到运算符T时 a：将栈中所有优先级高于或等于T的运算符弹出，送至输出队列 b：T进栈读到左括号时总是将它压入栈中读到右括号时，将靠近栈顶的第一个左括号上面的运算符依次全部弹出，送至输出队列，再丢弃左括号中缀表达式转后缀表达式 trans_expr() N 转换成功 Y 建立一个栈从左到右读后缀表达式，读到数字就将它压入栈S中，读到运算符则从栈中依次弹出两个数X和Y，然后以“X运算符Y”的形式计算出结果，再将结果压入栈S 如果后缀表达式未读完，就重复上述过程，最后输出栈顶数值则为结束

计算后缀表达式 calcu_expr() 输出结果三、详细设计

宏：

#define TEST #define MAX_SIZE 100 #define LBRACKET 0 #define RBRACKET 1 #define ADD 2 #define SUB 3 #define MUL 4 #define DIV 5 #define INT 6 #define DOUBLE 7 数据结构:

//表示测试阶段 //表达式长度 //左括号 //右括号 //加 //减 //乘 //乘 //整数 //浮点数

表达式节点

struct ExprNode{

int n; //表达式节点类型 double p; //表达式节点数据 };

中缀表达式：

struct ExprNode infixExpr[MAX_SIZE]; int infixLen; 后缀表达式：

struct ExprNode suffixExpr[MAX_SIZE]; int suffixLen; 后缀转换栈：

int transStack[MAX_SIZE]; int transTop;

后缀表达式运算栈：

struct ExprNode calcuStack[MAX_SIZE]; int calcuTop; 函数过程：

__inline int get_char( char *c ) 缓冲变量无字符则读入字符读入成功返回0,否者返回-1 int input_expr( void ) 读入表达式

若输入非法字符则返回-1，否则返回0 int pri( int a, int b ) 优先级计算