C# 中实现表达式计算

C# 中实现表达式计算

2011-10-05 13:25 /article/2932230.html

提要：

1.对上一篇文章的改进：增加括号

2.改变了 字符串转化成中缀表达式的方法

一、依旧是数据结构的知识：

1.将中缀表达式转换成后缀表达式

设算法的输入为中缀表达式infixExp（字符串），输出结果为postfixExp，是保值的后缀表达式。
举例：23 + 34 * 45 / (5 + 6 + 7) 转后为后缀： 23 34 45 * 5 6 + 7 + / +
2.算法：

自左至右扫描infixExp，读入每项并分析其对应的语法成分：
1)当输入的是操作数，则直接输出到postfixExp中。
2)当输入的是左括号，则把它压栈。
3)当输入的是右括号，先判断栈是否为空，若为空则括号不匹配；若非空，则把栈中的项依次弹出，直到遇到第1个左括号为止，将弹出的项输出到postfixExp中(弹出的左括号不输出到postfixExp中)，若没有遇到左括号，则括号也不匹配。
4)当输入的是运算符op（ 四则运算+ - */ 之一）时：
a)循环，当(栈非空 and 栈顶不是左括号 and 栈顶运算符的优先级不低于输入运算符的优先级时)，反复操作：将栈顶元素弹出，输出到postfixExp中。
b)把输入的运算符op压栈。
5)最后，当中缀表达式infixExp的符号序列全部读入后，在栈中可能还会一些项，它们是原来压入还没有处理的语法成分。对待它们的方法是：把它们依次从栈中弹出，并输出到后缀表达式postfixExp的尾部。

2.后缀的求值见上一篇文章

二、将字符串变成中缀表达式，保存到Q1中

在没有想到很好的算法。就是将字符串进行分割，把数值保存到分割后的数组resSplit中，然后对原来的字符串res遍历，寻找运算符。

期待找到更好的算法。

[csharp] view plaincopy

<p> //按钮"="的响应代码

protected void ButtonEqual_Click(object sender, EventArgs e)

{

int si=0;

int s=1;//s=0时：上一个元素是数字。s=1时，上一个是符号

</p><p> String res = TextBoxResult.Text;

char[] str = TextBoxResult.Text.ToCharArray();

string[] resSplit = res.Split(new char[] { '+', '-', '*', '/','(',')' });

try

{

for (int i = 0; i < str.Length; i++)

{

node tmp = new node();//临时节点

if ((str[i]==46||( str[i] - 48 <= 9 && 0 <= str[i] - 48) )&& s == 1)//新加入的元素是数值

{

tmp.sign = false;

while (true )

{

if (resSplit[si] != "")

{

tmp.num = Convert.ToDouble(resSplit[si]);

break;

}

else si++;

}

Q1.Enqueue(tmp);

Label1.Text = Label1.Text + tmp.num;//测试

s = 0;

si++;</p><p> }

else if ((str[i]==46||( str[i] - 48 <= 9 && 0 <= str[i] - 48)) && s == 0)//新加入的元素是数字，但前面元素也是

{

continue;

}

else

{

tmp.sign = true;

tmp.symbol = str[i];

if (tmp.symbol == '*' || tmp.symbol == '/') tmp.priority = 2;

else if (tmp.symbol == '+' || tmp.symbol == '-') tmp.priority = 1;

s = 1;

Q1.Enqueue(tmp);

Label1.Text = Label1.Text + tmp.symbol;//测试

}

}

change();

double r = calculate();

if(err==false) Label1.Text = Label1.Text + "=" + r+ "<br />";

else Label1.Text = Label1.Text +"error!<br />";//测试

}

catch (Exception ew)

{

Label1.Text = Label1.Text +"error!<br />";//测试

}

}

</p>

三 中缀-后缀

[csharp] view plaincopy

<p> public void change()//2) 将中缀表达式转换成后缀表达式；

{

while (Q1.Count != 0)

{

if (Q1.Peek().sign == false)//是数字，放入队列

{

Q2.Enqueue(Q1.Peek());

}

else

{

if (Q1.Peek().symbol == '(')//当输入的是左括号，则把它压栈。

Sc.Push(Q1.Peek());

else if (Q1.Peek().symbol == ')')//当输入的是右括号，

{

if (Sc.Count() == 0)

{

err = true;

break;

}

else

{

while (Sc.Peek().symbol != '(')

{

Q2.Enqueue(Sc.Peek());

Sc.Pop();

if (Sc.Count() == 0)

{

err = true;

break;

}

}

if (Sc.Count() != 0) Sc.Pop();

}

}</p><p> else

{

while (Sc.Count()!= 0 && Q1.Peek().symbol != '(' && Q1.Peek().priority <= Sc.Peek().priority)

{

Q2.Enqueue(Sc.Peek());

Sc.Pop();

}

Sc.Push(Q1.Peek());

}</p><p> }

Q1.Dequeue();

}

while (Sc.Count() != 0)

{

if (Sc.Peek().symbol == '(')

{

err = true;

break;

}

Q2.Enqueue(Sc.Peek());

Sc.Pop();

}</p><p>

}</p>

四 后缀求解

[csharp] view plaincopy

public double calculate()

{

Stack<node> stmp = new Stack<node>();

double num1 = 0;

double num2 = 0;

node tmp = new node();

while (Q2.Count != 0)

{

if (Q2.Peek().sign == false)

{

stmp.Push(Q2.Peek());

}

else if (Q2.Peek().sign == true)

{

num2 = stmp.Peek().num;

stmp.Pop();

num1 = stmp.Peek().num;

stmp.Pop();

if (Q2.Peek().symbol == '+')

{

tmp.num = num1 + num2;

tmp.priority = 1;

tmp.sign = false;

}

else if (Q2.Peek().symbol == '-')

{

tmp.num = num1 - num2;

tmp.priority = 1;

tmp.sign = false;

}

else if (Q2.Peek().symbol == '*')

{

tmp.num = num1 * num2;

tmp.priority = 2;

tmp.sign = false;

}

else if (Q2.Peek().symbol == '/')

{

tmp.num = num1 / num2;

tmp.priority = 2;

tmp.sign = false;

}

stmp.Push(tmp);

}

Q2.Dequeue();

}

if (stmp.Count() != 1) err = true;

return stmp.Peek().num;

}

五、不足：

1 随便写了点，代码还很不规范

2 出现错误时全部报错error!，未进行细分

3 限制为double型，无法达到高精度

4 不支持负数，如-6 计算时会出错，需写成：（0-6)