C++做四则运算的MFC计算器(二)栈转换和计算后缀表达式

上篇写了MFC界面搭建,这篇写实现计算。涉及到数据结构,对新手很不友好。

一些园友在参考本文进行实现时遇到一些问题,程序有些老了,没有进行修正,源码在gitee可下<https://gitee.com/foxerz2077/mfc/tree/master/>Fork me on Gitee。程序程序最后处理CString和char[]有些问题,VS2017可以正常处理,有些版本的IDE不支持这里的处理方法,需要了解CString和 char *之间的转换,作为一个参考方法,博客内有再提到这个。

 

这虽然是MFC程序,但是能灵活地分离后台代码,自行构建控制台程序,本文的程序一开始只是个“黑框框”程序,后来把代码包装进了MFC。代码里有些预处理宏定义等没有加上,需要根据需求改动一下。

上篇文章链接:C++做四则运算的MFC计算器(一)MFC界面创建 

概要:

  1. 中缀表达式与后缀表达式
  2. 栈的相关实现
  3. 用栈将中缀表达式转换成后缀表达式
  4. 用栈计算后缀表达式 
  5. 等号按钮功能,显示计算结果

中缀表达式与后缀表达式

中缀:(60-20)/(5-1)。小学就学的东西

后缀:60 20 – 5 1 - /,为增加可读性,以“#”做分隔符,60#20#-#5#1#-#/。

后缀计算:从左到右遇到符号就计算符号左边的两个数并写上新值,即优先的运算符相对在左。上例中遇到第一个‘-’算60-20得40,遇到第二个“-”计算5-1得4,遇到“/”计算30/3的10,结果是10。

对比:中缀式人看起来方便,后缀式没有括号,计算顺序从前到后,用计算机操作起来的逻辑简单。

栈的相关实现

输入的值都是字符,所以需要一个字符结构的栈;在计算数时还需要一个处理数字结构的栈。

字符和数值的栈结构体分别命名SqStack和SqStackN。

然后实现栈初始化、进栈、出栈等栈的操作函数。

在工程中,同时把栈结构体和操作函数声明在新建的头文件xxx.h中,或者工程中其他头文件如stdafx.h,新建一个cpp文件实现函数体。

这里的栈和操作函数是自己动手定义的,可以直接用STL中的栈,使用比较方便。

栈内数据用的是 char ,在最后处理CString时可能会因IDE不支持导致出错,需要了解CString与char *之间的转换,我找了一篇比较详细的博客CString用法总结

C++做四则运算的MFC计算器(二)栈转换和计算后缀表达式

 1 struct SqStack {
 2     char data[maxsize];
 3     int top;
 4 };
 5 struct SqStackN {
 6     double data[maxsizen];
 7     int top;
 8 };
 9 //栈操作函数—字符
10 void initStack(SqStack *&s);
11 bool Push(SqStack *&s, char e);
12 bool Pop(SqStack *&s, char &e);
13 bool GetTop(SqStack *s, char &e);
14 void DestroyStack(SqStack *&s);
15 bool StackEmpty(SqStack *s);
16 //栈操作函数—数字
17 void initStack(SqStackN *&s);
18 bool Push(SqStackN *&s, double e);
19 bool Pop(SqStackN *&s, double &e);
20 bool GetTop(SqStackN *s, double &e);
21 void DestroyStack(SqStackN *&s);
22 bool StackEmpty(SqStackN *s);
23 
24 //后缀表达式转换函数
25 void trans(char* exp, char postexp[]);
26 //计算后缀表达式函数
27 double calculate(char* postexp);

头文件主要声明

C++做四则运算的MFC计算器(二)栈转换和计算后缀表达式

 1 void initStack(SqStack *&s) {
 2     s = new SqStack();
 3     s->top = -1;
 4 }
 5 bool Push(SqStack *&s, char e) {
 6     if (s->top == maxsize-1)
 7         return false;
 8     s->top++;
 9     s->data[s->top] = e;
10     return true;
11 }
12 bool Pop(SqStack *&s, char &e) {
13     if (s->top == -1)
14         return false;
15     e = s->data[s->top];
16     s->top--;
17     return true;
18 }
19 bool GetTop(SqStack *s, char &e) {
20     if (s->top == -1)
21         return false;
22     e = s->data[s->top];
23     return true;
24 }
25 void DestroyStack(SqStack *&s) {
26     free(s);
27 }
28 bool StackEmpty(SqStack *s) {
29     return (s->top == -1);
30 }
31 
32 void initStack(SqStackN *& s){
33     s = new SqStackN();
34     s->top = -1;
35 }
36 
37 bool Push(SqStackN *& s, double e)
38 {
39     if (s->top == maxsizen - 1)
40         return false;
41     s->top++;
42     s->data[s->top] = e;
43     return true;
44 }
45 
46 bool Pop(SqStackN *& s, double & e)
47 {
48     if (s->top == -1)
49         return false;
50     e = s->data[s->top];
51     s->top--;
52     return true;
53 }
54 
55 bool GetTop(SqStackN * s, double & e)
56 {
57     if (s->top == -1)
58         return false;
59     e = s->data[s->top];
60     return true;
61 }
62 
63 void DestroyStack(SqStackN *& s){
64     free(s);
65 }
66 
67 bool StackEmpty(SqStackN * s)
68 {
69     return (s->top == -1);
70 }

cpp函数定义

 

用栈将中缀表达式转换成后缀表达式

从左向右扫描中缀,遇到数字就添加到后缀中,遇到运算符进行栈处理,而栈的处理依赖于运算符优先级,优先级高的靠近栈顶,保证在后缀式中先运算的运算符靠前。结束后后缀式仍是字符数组。

写个函数tans(),有2个参数char * exp和char postexp[ ],

先初始化一个字符栈指针s,char e用来操作栈顶元素,int p作为postexp数组的下标。用循环扫描exp

while (*exp != '') {switch(*exp){case:case:case:default}......}

扫描到数字字符时直接加到后缀式中,并加上 ‘ # ’ 以分割。

其他情况无非是+、-、*、/、(、)这6个符号。

(、)优先级最高,在括号之间的运算符一定比括号之外的优先运算,遇到 ‘ ( ’ 即进栈,遇 ‘ ) ’ 即出栈栈顶元素直到出来的是 ‘ ( ’ 。因此栈中不会有 ‘ ) ’ 。

*、/优先级其次,先判断栈顶是什么,栈顶是*、/则将其出栈到后缀式,栈顶是+、-则将 ‘ * ’ 或 ‘ / ’ 进栈,保证后缀中乘和除的优先运算。

+、-优先级最低,这是栈顶元素不管是+-*/都出栈至后缀式,但栈顶是 ‘ ( ’ 时就不需要出栈,‘ ( ’可以看作是一个新的运算起点,将+或-进栈即可。

exp扫描后栈可能还会有运算符,将剩下的都出栈至后缀式。再为后缀式加结束标识 ‘’ ,销毁栈释放空间。

C++做四则运算的MFC计算器(二)栈转换和计算后缀表达式

 1 void trans(char* exp,char postexp[]) {
 2     char e;
 3     SqStack *s;    initStack(s);    // 即SqStack s = new SqStacck()
 4     int p = 0;//postexp的下表
 5     while (*exp != '') {
 6         switch (*exp)
 7         {
 8         case '+':
 9         case '-':
10             while (!StackEmpty(s)) {
11                 GetTop(s, e);
12                 if (e != '(') {
13                     postexp[p++] = e;
14                     Pop(s, e);
15                 }
16                 else
17                     break;
18             }
19             Push(s, *exp);
20             exp++;break;
21         case '*':
22         case '/':
23             while (!StackEmpty(s)) {
24                 GetTop(s, e);
25                 if (e == '*' || e == '/') {
26                     postexp[p++] = e;
27                     Pop(s, e);
28                 }
29                 else
30                     break;
31             }
32             Push(s, *exp);
33             exp++;break;
34         case '(':
35             Push(s, *exp);
36             exp++;break;
37         case ')':
38             Pop(s, e);
39             while (e != '(') {
40                 postexp[p++] = e;
41                 Pop(s, e);
42             }
43             exp++;break;
44         default:
45             while (*exp >= '0'&&*exp <= '9') {
46                 postexp[p++] = *exp;
47                 exp++;
48             }
49             postexp[p++] = '#';
50             break;
51         }
52     }
53     while (!StackEmpty(s)) {
54         Pop(s, e);
55         postexp[p++] = e;
56     }
57     postexp[p] = '';
58     DestroyStack(s);
59 }

转换函数trans()

栈计算后缀表达式 

这一功能相对简单些,扫描后缀式,

遇到表示数字的字符时,例如 ‘ 6 ’ ,利用它与 ‘ 0 ’ 编码之间的差得到数字,‘ 6 ’ - ‘ 0 ’ = 6 ,乘10实现位数值。得到的数值放入栈里。

遇到运算符时直接出栈两个元素,此时这两个元素一定是数字,第一个出栈的做运算符右值,第二个做左值,顺序不能反,结果还要入栈以进行下一步运算。

遇到 ‘ / ’ 时还要判断栈顶是否是0,被除数可不能是0。

最后栈中就是运算结果,出栈作为返回值。

C++做四则运算的MFC计算器(二)栈转换和计算后缀表达式

 1 double calculate(char* postexp) {
 2     double a, b,c,d,e;
 3     SqStackN *o;    initStack(o);
 4     while (*postexp != '') {
 5         switch (*postexp)
 6         {
 7         case '+':
 8             Pop(o, a);
 9             Pop(o, b);
10             c = b + a;
11             Push(o, c);
12             break;
13         case '-':
14             Pop(o, a);
15             Pop(o, b);
16             c = b - a;
17             Push(o, c);
18             break;
19         case '*':
20             Pop(o, a);
21             Pop(o, b);
22             c = b * a;
23             Push(o, c);
24             break;
25         case '/':
26             Pop(o, a);
27             Pop(o, b);
28             if (a != 0) {
29                 c = b / a;
30                 Push(o, c);
31                 break;
32             }
33             else {
34                 exit(0);
35             }
36             break;
37         default:
38             d = 0;
39             while (*postexp >= '0'&&*postexp <= '9') {
40                 d = d * 10 + (*postexp - '0');
41                 postexp++;
42             }
43             Push(o, d);
44             break;
45         }
46         postexp++;
47     }
48     GetTop(o, e);
49     DestroyStack(o);
50     return e;
51 }

计算后缀式函数

等号按钮功能-计算结果显示

 运算功能已经实现了,但是要讲功能绑定到 ‘ = ’ 还有最后一道坎

MFC文本编辑框的类型是CString,要想转换成char[]有点让人头大。

需要几个变量,输入的算式char exp[50],后缀式char postexp[50],运算结果result。

CString转换为char[]直接上代码,网上找的: ::wsprintfA(exp, "%ls", (LPCTSTR)editv); 

double转CString代码,CString的格式化: resultv.Format(_T("%.5lf"), result); 

目前发现处理CString有些问题,VS2017可以正常处理,旧点版本的IDE不支持这里的处理方法。

C++做四则运算的MFC计算器(二)栈转换和计算后缀表达式

 1 void CMFCcalculationDlg::OnBnClickedButton19()
 2 {
 3     // TODO: 等号按钮
 4     char exp[50];
 5     char postexp[50];
 6     double result;
 7     UpdateData(true);
 8     ::wsprintfA(exp, "%ls", (LPCTSTR)editv);
 9     trans(exp, postexp);
10     result = calculate(postexp);
11     resultv.Format(_T("%.5lf"), result);
12     //resultv.Format(TEXT("%lfn%.2lf"), result);
13     UpdateData(false);
14 }

等号按钮功能

 

运行结果:

C++做四则运算的MFC计算器(二)栈转换和计算后缀表达式

 

程序在未发布前比较大,100多M,包含了很多不用的文件,在资源管理器里还是隐藏的。发布后的程序只有几M。

程序发布:将Debug改成Release,运行即发布,之后项目同级目录里有Release文件夹,里面就是你的应用程序。

C++做四则运算的MFC计算器(二)栈转换和计算后缀表达式

原文链接: https://www.cnblogs.com/foxer-z/p/10970146.html

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    C++做四则运算的MFC计算器(二)栈转换和计算后缀表达式

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上一篇 2023年2月15日 下午5:29
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