四则运算,最常用的当然是逆波兰方法,现将表达式由中缀表达式转化为后缀表达式,然后再使用栈计算即可。这两步下来,估计没有三四百行代码是实现不了的。
中缀表达式转前缀后缀表达式
将中缀表达式转换为后缀表达式的算法思想:
数字时,加入后缀表达式;
运算符:
a. 若为 ‘(‘,入栈;
b. 若为 ‘)‘,则依次把栈中的的运算符加入后缀表达式中,直到出现‘(‘,从栈中删除‘(‘ ;
c. 若为 除括号外的其他运算符, 当其优先级高于除‘(‘以外的栈顶运算符时,直接入栈。否则从栈顶开始,依次弹出比当前处理的运算符优先级高和优先级相等的运算符,直到一个比它优先级低的或者遇到了一个左括号为止。
高优先级可以压迫低优先级!
人工实现转换
这里我给出一个中缀表达式:a+b*c-(d+e)
第一步:按照运算符的优先级对所有的运算单位加括号:式子变成了:((a+(b*c))-(d+e))
第二步:转换前缀与后缀表达式
前缀:把运算符号移动到对应的括号前面 ,则变成了:-( +(a *(bc)) +(de)) ,把括号去掉:-+a*bc+de 前缀式子出现。
后缀:把运算符号移动到对应的括号后面 ,则变成了:((a(bc)* )+ (de)+ )- ,把括号去掉:abc*+de+- 后缀式子出现。
比如:计算(2 + 1) * (13 + 5)
转换后得:((2+1)*(13+5)) -> ((2 1) + (13 5) +) * -> 2 1 + 13 5 + *
这里把后缀表达式存储到vector<string>中,实现栈的计算,如下:
int cal(int num1, int num2, string tag) { if ("+" == tag) { return num1 + num2; } else if ("-" == tag) { return num1 - num2; } else if ("*" == tag) { return num1*num2; } else { return num1 / num2; } } int evalRPN(vector<string> &tokens) { int result = 0; stack<int> nums; for (int i = 0; i<tokens.size(); i++) { string tag = tokens[i]; if (tag != "+"&&tag != "-"&&tag != "*"&&tag != "/") { //这是一个数字 nums.push(atoi(tag.c_str())); } else { //不是一个数字 int num2 = nums.top(); nums.pop(); int num1 = nums.top(); nums.pop(); result = cal(num1, num2, tag); nums.push(result); } } return result=nums.top(); }
实际中遇到的笔试题是这样的,有字符串表示的一个四则运算表达式,要求计算出该表达式的正确数值,比如:5+17*8-4/2。
题目中没有括号,而且留白答题空超过半张纸,这里只需要考虑四则运算的先后顺序,是上述问题的特殊情况,程序实现运算规则即可。
思路:1+5*6+6/2-5...
要构建1+5*6+....的式子,计算到第二个加号时要保留三个数:第一项1,第二项5,以及当前项6,还有两个符号+*,然后比较符号的优先级合并两项,更新符号。最后再考虑1+5、1、以及没有数字的情况。
/* *侯凯,2014-9-16 *功能:四则运算 */ #include<iostream> #include <string> using namespace std; int cal(int nNum1, char op, int nNum2) { if(‘+‘ == op) { return nNum1 + nNum2; } if(‘-‘ == op) { return nNum1 - nNum2; } if(‘*‘ == op) { return nNum1 * nNum2; } if(‘/‘ == op) { return nNum1 / nNum2; } } int calculate(string str) { char op;//记录上一个符号 char p; int num=0,factor1,factor2; int stage = 0; if(str.empty()) return 0; for(int i=0;i<str.size();i++) { if(str[i]>=‘0‘&&str[i]<=‘9‘) { num = num*10+(str[i]-‘0‘); } else { if(stage == 0) { factor1 = num; op = str[i]; stage = 1; } else if(stage == 1) { factor2 = num; p=str[i]; stage = 2; } else if(stage == 2) { //每次进入这里,都保存有a(op)b(p)的状态如1+5*,这里要做的就是更新a ,b ,op,p的工作了 if((p==‘/‘||p==‘*‘)&&(op==‘+‘||op==‘-‘)) { factor2 = cal(factor2,p,num); p=str[i]; } else { factor1 = cal(factor1,op,factor2); factor2 = num; op = p; p = str[i]; } } num = 0; } } float result; if(stage == 0) { return num; } if(stage == 1) { result = cal(factor1,op,num); return result; } if((p==‘/‘||p==‘*‘)&&(op==‘+‘||op==‘-‘)) { factor2 = cal(factor2,p,num); result = cal(factor1,op,factor2); } else { factor1 = cal(factor1,op,factor2); result = cal(factor1,p,num); } return result; } int main() { string str = "1+16*7+5*2+3";//126 int res = calculate(str); cout<<res<<endl; system("Pause"); }
这样程序简化了不少,百行代码应该能搞定,虽然卷面上装下依然不太现实