nyoj 409——郁闷的C小加（三）——————【中缀式化前缀后缀并求值】

郁闷的C小加（三）

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难度：4

 

描述

聪明的你帮助C小加解决了中缀表达式到后缀表达式的转换（详情请参考“郁闷的C小加（一）”），C小加很高兴。但C小加是个爱思考的人，他又想通过这种方法计算一个表达式的值。即先把表达式转换为前缀和后缀表达式，再求值。这时又要考虑操作数是小数和多位数的情况。

 

输入

第一行输入一个整数T，共有T组测试数据（T<10)。
每组测试数据只有一行，是一个长度不超过1000的字符串，表示这个运算式，每个运算式都是以“=”结束。这个表达式里只包含+-*/与小括号这几种符号。其中小括号可以嵌套使用。数据保证输入的操作数中不会出现负数并且小于1000000。
数据保证除数不会为0。

输出

对于每组测试数据输出结果包括三行，先输出转换后的前缀和后缀表达式，再输出计算结果，结果保留两位小数。

样例输入

2
1+2=
(19+21)*3-4/5=

样例输出

+ 1 2 =
1 2 + =
3.00
- * + 19 21 3 / 4 5 =
19 21 + 3 * 4 5 / - =
119.20

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
stack<char>S_tr;//用作后缀表达式运算符存储和前缀表达式存储数字
stack<double>S_nd;//用作存储操作数
stack<char>S_pre_optr;//用作前缀表达式计算中运算符存储
stack<string>S_pre_exp;//用以存放前缀表达式
char suf_exp[1200],suf_exp_i[1200],pre_str[1200];
int m,k,pos;
char suf_compare(char op1,char op2){//转后缀表达式时，比较优先级
 //   printf(".%c%c.\n",op1,op2);
    if(op1=='+'||op1=='-'){
        if( op2=='(' || op2=='*' || op2=='/')
            return '<';
        else return '>';
    }
    if(op1=='*'||op1=='/'){
        if(op2=='(')
            return '<';
        else return '>';
    }
    if(op1=='='||op1=='('){
        if((op1=='='&&op2=='=')||(op1=='('&&op2==')')){
            return '=';
        }else{
            return '<';
        }
    }
}
char pre_compare(char a,char b){//转前缀表达式时，比较优先级
    if(a=='+'||a=='-'){
        if(b=='('||b=='='){
            return '>';
        }else{
            return '<';
        }
    }
    if(a=='*'||a=='/'){
        if(b==')'||b=='*'||b=='/'){
            return '<';
        }else{
            return '>';
        }
    }
    if(a==')'||a=='='){
        if(a==')'&&b=='('||a=='='&&b=='='){
            return '=';
        }else{
            return '<';
        }
    }
}
void suf_solve(char a,char b){//求后缀表达式时，当栈顶>当前运算符优先级
    if(suf_compare(a,b)=='>'){
        suf_exp[m++]=a;//后缀表达式中出现的所有的运算符都在这里放入数组，所以在此加空格
        suf_exp[m++]=' ';
        suf_exp_i[k++]=a;
        S_tr.pop();
        suf_solve(S_tr.top(),b);
    }else if(suf_compare(a,b)=='<'){
        S_tr.push(b);
        return;
    }else{
        S_tr.pop();
        return ;
    }
}
void pre_solve(char a,char b){//求前缀表达式时，当栈顶>当前运算符优先级
    if(pre_compare(a,b)=='>'){
        string ts="";
        ts+=a;
        S_pre_exp.push(ts);
        S_pre_optr.pop();
        pre_solve(S_pre_optr.top(),b);
    }
    if(pre_compare(a,b)=='<'){
        S_pre_optr.push(b);
        return ;
    }
    if(pre_compare(a,b)=='='){
        S_pre_optr.pop();
        return;
    }
}
double get_num(int po,int len){     //提取数字
    double ret=0;
    int temp=0,tmp=1,integ=-1;
    for(int i=po;i<len;i++){
        if(suf_exp[i]==' '||suf_exp[i]=='\0'){
            pos=i;
            break;
        }
        if(suf_exp[i]=='.'){
           integ=temp;
            temp=0;
            tmp=1;
            continue;
        }else{
            int tm=suf_exp[i]-'0';
            temp*=10;
            temp+=tm;
            tmp*=10;
        }
    }
    if(integ!=-1)
        ret=integ*1.0+temp*1.0/tmp;
    else ret=temp*1.0;
    return ret;
}
int main(){
    int t;
    char mid_exp[1200];
    scanf("%d",&t);
    while(t--){
        while(!S_tr.empty()){
            S_tr.pop();
        }
        while(!S_nd.empty())
            S_nd.pop();
        S_tr.push('=');
        m=0;
        k=0;
        scanf("%s",mid_exp);
        int len=strlen(mid_exp);
        bool flag=0;
        for(int i=0;i<len;i++){
            if(mid_exp[i]>='0'&&mid_exp[i]<='9'||mid_exp[i]=='.'){
                suf_exp[m++]=mid_exp[i];
                suf_exp_i[k++]=mid_exp[i];
                flag=1;
            }
            else{
                if(flag==1){
                    suf_exp[m++]=' ';
                    flag=0;
                }
                switch(suf_compare(S_tr.top(),mid_exp[i])){
                    case '<': S_tr.push(mid_exp[i]);break;
                    case '>': suf_solve(S_tr.top(),mid_exp[i]);break;
                    case '=': S_tr.pop();break;
                }
            }
        }
        suf_exp_i[k]='\0';
        suf_exp[m]='\0';
        m++;
        strcpy(pre_str+1,mid_exp);
        while(!S_tr.empty())
            S_tr.pop();
        while(!S_pre_exp.empty())
            S_pre_exp.pop();
        string pre_;
        bool flg=0;
        pre_str[0]='=';
        S_pre_optr.push('=');
        for(int i=len-1;i>=0;i--){
            if(pre_str[i]>='0'&&pre_str[i]<='9'||pre_str[i]=='.'){
                flg=1;
                S_tr.push(pre_str[i]);
            }else{
                if(flg==1){
                    flg=0;
                    pre_="";
                    while(!S_tr.empty()){
                        pre_+=S_tr.top();
                        S_tr.pop();
                    }
                    S_pre_exp.push(pre_);
                }
                switch(pre_compare(S_pre_optr.top(),pre_str[i])){
                    case '<' :S_pre_optr.push(pre_str[i]);break;
                    case '>' :pre_solve(S_pre_optr.top(),pre_str[i]);break;
                    case '=' :S_pre_optr.pop();     break;
                    default : break;
                }
            }
        }
        while(!S_pre_exp.empty()){
            cout<<S_pre_exp.top()<<" ";
            S_pre_exp.pop();
        }printf("=");
        cout<<endl;
        double a,b;
        for(int i=0;i<m;i++){
            if(suf_exp[i]>='0'&&suf_exp[i]<='9'){
                S_nd.push(get_num(i,m));
                i=pos;
            }else{
                switch(suf_exp[i]){        //printf("%.3lf %.3lf\n",a,b);
                    case '+': b=S_nd.top(),S_nd.pop();a=S_nd.top(),S_nd.pop();S_nd.push(a+b);break;
                    case '-': b=S_nd.top(),S_nd.pop();a=S_nd.top(),S_nd.pop();S_nd.push(a-b);break;
                    case '*': b=S_nd.top(),S_nd.pop();a=S_nd.top(),S_nd.pop();S_nd.push(a*b);break;
                    case '/': b=S_nd.top(),S_nd.pop();a=S_nd.top(),S_nd.pop();S_nd.push(a/b);break;
                    default : break;
                }
            }
        }
        printf("%s%c\n",suf_exp,'=');
        printf("%.2lf\n",S_nd.top());
        S_nd.pop();
        printf("\n");
    }
    return 0;
}
/*
5
1+((2+3)*4)-5=

(19+21)*3-4/5=
9+(3-1)*3+10/2=

*/