【算法设计题】实现以字符串形式输入的简单表达式求值，第2题（C/C++）

news2024/10/2 22:17:58

第2题实现以字符串形式输入的简单表达式求值

得分点（必背）

题解

1. 初始化和变量定义

2. 获取第一个数字并存入队列

3. 遍历表达式字符串，处理运算符和数字

4. 初始化 count 并处理加减法运算

代码详解

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第2题实现以字符串形式输入的简单表达式求值

编写算法，实现以字符串形式输入的简单表达式求值，表达式的运算符仅有+、-、*、/、%五种。并且已知函数 float GetVaule（char ch[]，int start）能返回字符串从 start 位置开始的第一个数字。

例如：若 ch="1.2+3.4*5.6+7.8" ，则 GetVaule（ch，1），返回的值是1.2；GetVaule（ch，5），返回的值是 3.4。

得分点（必背）

//得分点：1.2+3.4*5.6+7.8
// 定义 Figure_Value 函数
float Figure_Value(char ch[]) {

    int n=strlen(ch);
    float count=0;
    float num_queue[n];
    int front1=0,rear1=-1;
    int front2=0,rear2=-1;
    char ch_queue[n];

    //获取第一个数字并存入num_queue
    num_queue[++rear1]=GetValue(ch,0);

    for(int i=0;i<n;i++)
    {
        if(ch[i]=='+'||ch[i]=='-'){
            num_queue[++rear1]=GetValue(ch,i+1);
            ch_queue[++rear2]=ch[i];
        }
        else if(ch[i]=='*'){
            num_queue[rear1]=num_queue[rear1]*GetValue(ch,i+1);
        }
        else if (ch[i]=='/')
        {
            num_queue[rear1]=num_queue[rear1]/GetValue(ch,i+1);
        }
        else if (ch[i]=='%')
        {
            num_queue[rear1]=static_cast<int>(num_queue[rear1])%static_cast<int>(GetValue(ch,i+1));
        }
    } 

    //初始化count为num_queue中的某一个元素
    count=num_queue[front1++];
    //处理加减法
    while(front2<=rear2)
    {
        if (ch_queue[front2]=='+'){
            count=count+num_queue[front1++];
        }
        else if (ch_queue[front2]=='-'){
            count=count-num_queue[front1++];
        }
         front2++;
    }
   
    return count;
}

题解

下面是对 Figure_Value 函数进行详细的解释，以帮助你理解代码的工作原理并编写题解：

1. 初始化和变量定义

int n = strlen(ch);
float count = 0;
float num_queue[n];
char ch_queue[n];
int front1 = 0, rear1 = -1;
int front2 = 0, rear2 = -1;

n 保存输入字符串的长度。
count 用于存储计算结果。
num_queue 是一个浮点数队列，用于存储数字。
ch_queue 是一个字符队列，用于存储运算符。
front1 和 rear1 是操作 num_queue 的前端和后端指针。
front2 和 rear2 是操作 ch_queue 的前端和后端指针。

2. 获取第一个数字并存入队列

num_queue[++rear1] = GetValue(ch, 0);

调用 GetValue 函数从字符串的开头获取第一个数字，并将其存入 num_queue。

3. 遍历表达式字符串，处理运算符和数字

for (int i = 0; i < n; i++) {
    if (ch[i] == '+' || ch[i] == '-') {
        num_queue[++rear1] = GetValue(ch, i + 1);
        ch_queue[++rear2] = ch[i];
    } else if (ch[i] == '*') {
        num_queue[rear1] = num_queue[rear1] * GetValue(ch, i + 1);
    } else if (ch[i] == '/') {
        num_queue[rear1] = num_queue[rear1] / GetValue(ch, i + 1);
    } else if (ch[i] == '%') {
        num_queue[rear1] = static_cast<int>(num_queue[rear1]) % static_cast<int>(GetValue(ch, i + 1));
    }
}

遍历字符串 ch，根据字符是运算符还是数字，执行不同的操作：

如果是加法或减法运算符，将下一个数字存入 num_queue，并将运算符存入 ch_queue。
如果是乘法、除法或取余运算符，直接对 num_queue 的最后一个元素进行运算。

4. 初始化 `count` 并处理加减法运算

count = num_queue[front1++];

while (front2 <= rear2) {
    if (ch_queue[front2] == '+') {
        count = count + num_queue[front1++];
    } else if (ch_queue[front2] == '-') {
        count = count - num_queue[front1++];
    }
    front2++;
}

将 count 初始化为 num_queue 中的第一个元素。
遍历 ch_queue，根据运算符的类型，对 count 进行加减操作。

代码详解

问题描述：编写一个函数 Figure_Value，计算以字符串形式输入的简单表达式的值。表达式的运算符仅包括 +、-、*、/ 和 % 五种。
输入：一个包含表达式的字符串，例如 "1.2+3.4*5.6+7.8"。
输出：计算表达式的结果。
函数说明：
- GetValue 函数：从字符串的指定位置开始，提取并返回第一个数字（浮点数）。
- Figure_Value 函数：解析输入字符串并计算表达式的值。
实现步骤：
- 初始化变量和队列。
- 获取第一个数字并存入 num_queue。
- 遍历表达式字符串，根据运算符的类型执行不同操作：
  - 对于加法和减法运算符，将数字和运算符分别存入 num_queue 和 ch_queue。
  - 对于乘法、除法和取余运算符，直接对 num_queue 的最后一个元素进行计算。
- 初始化 count 为 num_queue 中的第一个元素。
- 遍历 ch_queue，根据运算符的类型，对 count 进行加减操作。
示例：
- 输入："1.2+3.4*5.6+7.8"
- 输出：计算结果 1.2 + (3.4 * 5.6) + 7.8 的值。