Для реализации калькулятора со скобками на языке программирования C можно использовать алгоритм обратной польской записи. Обратная польская запись (ОПЗ) представляет арифметическое выражение, в котором операнды расположены перед операторами, а скобки необходимы для задания порядка выполнения операций.
Шаги для реализации калькулятора со скобками на C:
1. Создайте стек для хранения операндов и операторов. В языке C можно использовать массив для этого.
2. Создайте функцию, которая будет проверять приоритет оператора. Для этого можно использовать простой if-else конструкций или оператор switch. Например, операторы умножения и деления имеют более высокий приоритет, чем операторы сложения и вычитания.
3. Создайте функцию, которая будет преобразовывать введенное пользователем арифметическое выражение в обратную польскую запись. Для этого можно использовать алгоритм с использованием стека:
- Переберите все символы введенного выражения.
- Если символ является операндом, добавьте его в выходную строку.
- Если символ является открывающей скобкой, поместите его в стек.
- Если символ является оператором, проверьте его приоритет. Если приоритет оператора из стека больше или равен приоритету текущего оператора, выведите оператор из стека и добавьте его в выходную строку. Повторяйте этот шаг, пока не будет выполнено условие или стек не станет пустым.
- Если символ является закрывающей скобкой, выведите все операторы из стека и добавьте их в выходную строку, пока не встретите открывающую скобку. Удалите открывающую скобку из стека.
- Повторяйте шаги 2-5 до тех пор, пока не пройдетесь по всем символам введенного выражения.
- Если стек не пуст после завершения цикла, выведите все операторы из стека и добавьте их в выходную строку.
- Выходная строка будет содержать обратную польскую запись арифметического выражения.
4. Создайте функцию, которая будет вычислять значение арифметического выражения, заданного в обратной польской записи. Для этого можно использовать стек:
- Переберите все символы входной строки.
- Если символ является операндом, поместите его в стек.
- Если символ является оператором, извлеките из стека два последних операнда, выполните операцию и поместите результат обратно в стек.
- Повторяйте этот шаг, пока не пройдетесь по всем символам входной строки.
- В результате в стеке останется одно значение, которое является результатом вычисления арифметического выражения.
5. Создайте функцию main, которая будет вводить арифметическое выражение с клавиатуры и вызывать функции преобразования выражения в ОПЗ и вычисления значения выражения. Например:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <ctype.h>
#define MAX_SIZE 100
int stack[MAX_SIZE];
int top = -1;
void push(int item) {
if (top >= MAX_SIZE - 1) {
printf("Stack Overflown");
return;
}
stack[++top] = item;
}
int pop() {
if (top < 0) {
printf("Stack Underflown");
return -1;
}
return stack[top--];
}
int is_operator(char symbol) {
if (symbol == '+' || symbol == '-' ||
symbol == '*' || symbol == '/')
return 1;
return 0;
}
int precedence(char symbol) {
if (symbol == '*' || symbol == '/')
return 2;
else if (symbol == '+' || symbol == '-')
return 1;
else
return 0;
}
void infix_to_postfix(char infix[], char postfix[]) {
int i, j;
char item;
char x;
push('(');
strcat(infix, ")");
i = 0;
j = 0;
item = infix[i];
while (item != ' ') {
if (item == '(')
push(item);
else if (isdigit(item) || isalpha(item))
postfix[j++] = item;
else if (is_operator(item)) {
x = pop();
while (is_operator(x) && precedence(x) >= precedence(item)) {
postfix[j++] = x;
x = pop();
}
push(x);
push(item);
} else if (item == ')') {
x = pop();
while (x != '(') {
postfix[j++] = x;
x = pop();
}
} else {
printf("Invalid Arithmetic Expressionn");
exit(0);
}
i++;
item = infix[i];
}
postfix[j] = ' ';
}
int evaluate_postfix(char postfix[]) {
int i, a, b, result;
char ch;
for (i = 0; postfix[i] != ' '; i++) {
ch = postfix[i];
if (isdigit(ch))
push(ch - '0');
else if (is_operator(ch)) {
b = pop();
a = pop();
switch (ch) {
case '+':
push(a + b);
break;
case '-':
push(a - b);
break;
case '*':
push(a * b);
break;
case '/':
push(a / b);
break;
}
}
}
result = pop();
return result;
}
int main() {
char infix[MAX_SIZE], postfix[MAX_SIZE];
printf("Enter Infix Expression : ");
gets(infix);
infix_to_postfix(infix, postfix);
printf("Postfix Expression: %sn", postfix);
int result = evaluate_postfix(postfix);
printf("Result: %dn", result);
return 0;
}
Данный код демонстрирует основные шаги реализации калькулятора со скобками на языке C с использованием обратной польской записи. Пользователю предлагается ввести арифметическое выражение в инфиксной форме, а затем программа преобразует его в постфиксную форму и вычисляет результат. Например, если пользователь вводит выражение "((5 + 3) * 2)", программа выведет результат "16".