PTA 数据结构与算法 7-21 求前缀表达式的值

如有不对,不吝赐教
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算术表达式有前缀表示法、中缀表示法和后缀表示法等形式。前缀表达式指二元运算符位于两个运算数之前,例如2+3*(7-4)+8/4的前缀表达式是:+ + 2 * 3 - 7 4 / 8 4。请设计程序计算前缀表达式的结果值。

输入格式:
输入在一行内给出不超过30个字符的前缀表达式,只包含+、-、*、/以及运算数,不同对象(运算数、运算符号)之间以空格分隔。

输出格式:
输出前缀表达式的运算结果,保留小数点后1位,或错误信息ERROR。

输入样例:
+.+ 2 * 3 - 7 4 / 8 4

输出样例:
13.0

这道题目由中缀表达式求前缀表达式,我们只要构造一棵前缀树,然后在利用前缀树进行计算就可以了,需要注意的就是数字的处理,有非个位数的数字以及可能有负数。

下面给代码:

#include<stdio.h>
#include<malloc.h>

int flag;           //表示是否有错误

struct SuffixTree{
int flag;             //该节点是否为数字节点
char sign;
double number;
struct SuffixTree *left,*right;
};            //前缀树

double Atof(char *str);
struct SuffixTree *Insert(struct SuffixTree *root,double number,char sign);
double Cal(double num1,double num2,char sign);
void Free(struct SuffixTree *root);

int main(void)
{
    int i,j;
    char input[31];
    char number[31];
    double result;
    struct SuffixTree *root;
    root=(struct SuffixTree *)malloc(sizeof(struct SuffixTree));
    root->left=root->right=NULL;
    root->flag=-1;

    fgets(input,30,stdin);

    for(i=0;'\n'!=input[i]&&input[i]&&!flag;){
      if(' '==input[i]){
        i++;
        continue;
      }
      j=0;
      if((('-'==input[i]||'+'==input[i])&&' '!=input[i+1])||(input[i]>='0'&&input[i]<='9')){
        while(' '!=input[i]&&input[i]&&'\n'!=input[i])
          number[j++]=input[i++];
        number[j]='\0';
        result=Atof(number);
        root=Insert(root,result,'\0');
      }
      if(input[i]&&' '!=input[i]&&'\n'!=input[i]){
        root=Insert(root,-1,input[i]);
        i++;
      }
    }

    if(!root->flag||flag)
      printf("ERROR");
    else
      printf("%.1lf",root->number);

    Free(root);

    return 0;
}

double Atof(char *str)
{
    double result=0;
    double point=0.1;
    int flag;
    int i=0;

    if('-'==str[0]){
      flag=-1;
      i++;
    }
    else if('+'==str[0]){
      flag=1;
      i++;
    }
    else
      flag=1;

    while(str[i]&&'.'!=str[i]){
      result=result*10+(str[i]-'0');
      i++;
    }

    while(str[i]){
      if('.'==str[i]){
        i++;
        continue;
      }
      result+=(str[i]-'0')*point;
      point/=10;
      i++;
    }

    return result*flag;
}

struct SuffixTree *Insert(struct SuffixTree *root,double number,char sign)
{
    struct SuffixTree *newOne;
    newOne=(struct SuffixTree *)malloc(sizeof(struct SuffixTree));
    if(sign){
      newOne->sign=sign;
      newOne->flag=0;
    }
    else{
      newOne->number=number;
      newOne->flag=1;
    }
    newOne->right=newOne->left=NULL;

    if(-1==root->flag){
      root->flag=newOne->flag;
      if(root->flag)
        root->number=number;
      else
        root->sign=sign;
      free(newOne);
      newOne=NULL;
      return root;
    }

    if(!root->left){
      root->left=newOne;
      return root;
    }
    else if(!root->left->flag){
      root->left=Insert(root->left,number,sign);
      free(newOne);
      newOne=NULL;
      return root;
    }      //只用左节点没数据(因为是先填左节点 那么右节点肯定没数据)
         //或者左节点存的不是符号 (那么左子树必定有空缺可以填入数据计算出值)
          //如果对左节点进行了操作 那么右节点肯定没有数据 因而可以返回
    if(!root->right)
      root->right=newOne;
    else{
      if(root->right->flag){
        flag=1;
        return NULL;
      }  //表明左右子节点存储的都是数据 还要存一个数据 那么表达式错误
      else{
        root->right=Insert(root->right,number,sign);
        free(newOne);
        newOne=NULL;
      }
    }           //对右节点进行计算

    if(!root->right){
      flag=1;
      return NULL;
    }                 //表明右节点出现错误

    if(root->right->flag){
      root->number=Cal(root->left->number,root->right->number,root->sign);
      root->flag=1;
      free(root->left);
      free(root->right);
      root->left=NULL;
      root->right=NULL;
    }

    return root;
}

double Cal(double num1,double num2,char sign)
{
    double result;

    if('+'==sign)
      result=num1+num2;
    else if('-'==sign)
      result=num1-num2;
    else if('*'==sign)
      result=num1*num2;
    else{
      if(!num2){
        flag=1;
        result=0;
      }
      else
        result=num1/num2;
    }

    return result;
}

void Free(struct SuffixTree *root)
{
    if(!root)
      return ;

    if(root->left)
      free(root->left);
    if(root->right)
      free(root->right);

    free(root);
    root=NULL;

    return ;
}

结果:
PTA 数据结构与算法 7-21 求前缀表达式的值_第1张图片

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