使用C++实现逆波兰表达式

#include <iostream>
#include <math.h>
#include <map>
#include <vector>
#include <string.h>
#include <memory>
#include <string>
#include <stdio.h>
#include <stack>
#include <stdlib.h>
 
using namespace std;
 
#define MAX_STRING_LENGTH 100
 
/* 解析当前的整形数据，并把整形数据转换为string型 */
string analyData(const char* str, int &i);
 
/* 根据逆波兰表达式求表达式的值 */
double getTheResult(vector<string> &vec);
 
/* 判断该字符是否是 + - * / ( ) */
bool isCalChar(const char ch);
 
/* 判断输入的中缀表达式是否合法 */
bool isStringLegal(const char* str);
 
 
 
/* 解析当前的整形数据，并把整形数据转换为string型 */
string analyData(const char* str, int &i)
{
  int temp = i++;
  while(str[i] >= '0' && str[i] <= '9' && str[i] != '\0')
  {
    i++;
  }
 
  string s(str+temp,str+i);
 
  return s;
}
 
/* 根据逆波兰表达式求表达式的值 */
double getTheResult(vector<string> &vec)
{
  vector<string>::iterator it;
  stack<double> sta;
 
  string strTemp;
  double d = 0, d1 = 0, d2 = 0;
 
  for(it = vec.begin(); it != vec.end(); it++)
  {
    strTemp = (*it);
 
    if(strTemp == "+")
    {
      d1 = sta.top();
      sta.pop();
 
      d2 = sta.top();
      sta.pop();
 
      d = d1 + d2;
      sta.push(d);
    }
    else if(strTemp == "-")
    {
      d1 = sta.top();
      sta.pop();
 
      d2 = sta.top();
      sta.pop();
 
      d = d2 - d1;
      sta.push(d);
    }
    else if(strTemp == "*")
    {
      d1 = sta.top();
      sta.pop();
 
      d2 = sta.top();
      sta.pop();
 
      d = d2 * d1;
      sta.push(d);
    }
    else if(strTemp == "/")
    {
      d1 = sta.top();
      sta.pop();
 
      d2 = sta.top();
      sta.pop();
 
      d = d2 / d1;
      sta.push(d);
    }
    else
    {
      const char *p = strTemp.c_str();
      d = atoi(p);
      sta.push(d);
    }
  }
  return sta.top();
}
 
/* 判断该字符是否是 + - * / ( ) */
bool isCalChar(const char ch)
{
  if(ch == '+' || ch == '-' || ch == '*' || ch == '/' || ch == '(' || ch == ')')
  {
    return true;
  }
 
  return false;
}
/* 判断输入的中缀表达式是否合法 */
bool isStringLegal(const char* str)
{
  /* 判断是否是空串 */
  if(NULL == str)
  {
    return false;
  }
 
  int len = strlen(str);
  int i = 0;
  int flag = 0;
 
  /* 字符串的开头和末尾是否是数字 */
  if(str[0] > '9' || str[0] < '0' || str[len-1] > '9' || str[len-1] < '0')
  {
    return false;
  }
 
 
  for(i = 0; str[i] != '\0'; i++)
  {
    /* 是否有除了加减乘除括号之外的字符 */
    if(isCalChar(str[i]) == false)
    {
      return false;
    }
 
    /* 判断是否有两个连续的符号 */
    if(i < len-1 && isCalChar(str[i]) == true)
    {
      if(isCalChar(str[i+1]) == true)
      {
        return false;
      }
 
    }
 
    /* 判断括号是否成对 */
    if(str[i] == '(')
    {
      flag++;
    }
    else if(str[i] == ')')
    {
      flag--;
    }
 
    /* 判断是否出现 )( 这样的情况 */
    if(flag < 0)
    {
      return false;
    }
  }
 
  /* 判断括号是否匹配 */
  if(flag != 0)
  {
    return false;
  }
 
  return true;
}
 
int main(void)
{
  char str[MAX_STRING_LENGTH] = {0};
  int i = 0;
  string data;
 
  /* 存放运算符表达式的栈 */
  stack<char> oper_char;
 
  /* 存放后缀表达式 */
  vector<string> post_str;
 
  /* 输入中缀的表达式 */
  gets(str);
 
  /* 判断输入的中缀表达式是否合法 */
  if(isStringLegal(str) != true)
  {
    cout << "This expression is not legal." << endl;
  }
  else
  {
    /* 将中缀表达式转换为后缀表达式 */
    for(i = 0; str[i] != '\0'; i++)
    {
      /* 如果该字符为数字,解析该数字，并压入栈 */
      if(str[i] >= '0' && str[i] <= '9')
      {
        data = analyData(str,i);
        post_str.push_back(data);
        i--;
      }
      else if(str[i] == '(')
      {
        oper_char.push(str[i]);
      }
      else if(str[i] == ')')
      {
        char chtemp[2] = {0};
 
        chtemp[0] = oper_char.top();
 
        while(chtemp[0] != '(')
        {
          string strtemp(chtemp);
          post_str.push_back(strtemp);
          oper_char.pop();
 
          chtemp[0] = oper_char.top();
        }
        oper_char.pop();
      }
      else if(str[i] == '+' || str[i] == '-')
      {
        char chtemp[2] = {0};
 
        /* 全部出栈，但是碰到 '('就要停止出栈 */
        while(oper_char.size() != 0)
        {
          chtemp[0] = oper_char.top();
          if(chtemp[0] == '(')
          {
            break;
          }
 
          oper_char.pop();
 
          string strtemp(chtemp);
          post_str.push_back(strtemp);
        }
 
        /*将当前的表达式符号入栈*/
        oper_char.push(str[i]);
      }
      else if(str[i] == '*' || str[i] == '/')
      {
        char chtemp[2] = {0};
        while(oper_char.size() != 0)
        {
          chtemp[0] = oper_char.top();
          if(chtemp[0] == '(' || chtemp[0] == '+' || chtemp[0] == '-')
          {
            break;
          }
          else
          {
            oper_char.pop();
 
            string strtemp(chtemp);
            post_str.push_back(strtemp);
          }
        }
 
        /*将当前的表达式符号入栈*/
        oper_char.push(str[i]);
      }
    }
 
    /* 存放表达式的栈可能还有数据 */
    while(!oper_char.empty())
    {
      char chtemp[2] = {0};
      chtemp[0] = oper_char.top();
      oper_char.pop();
 
      string strtemp(chtemp);
      post_str.push_back(strtemp);
    }
 
    /* 把逆波兰表达式求值 */
    cout << getTheResult(post_str) << endl;
  }
 
  return 0;
}