模拟计算器程序-课程设计.doc

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模拟计算器

学生姓名：**** 指导老师：****

摘 要 本课程设计的课题是设计一个模拟计算器的程序，能够进行表达式的计

算，并且表达式中可以包含 Abs()和 Sqrt()运算。在课程设计中，系统开发平

台为 Windows ，程序设计设计语言采用 C++，程序运行平台为 Windows 或

*nix。本程序的关键就是表达式的分离和处理，在程序设计中，采用了将输入

的中缀表达式转化为后缀表达式的方法，具有可靠的运行效率。本程序做到了

- - 总结

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目 录

1 引 言.................................................................................................................................................3

1.1 课程设计目的.......................................................................................................................3

1.2 课程设计内容.......................................................................................................................3

2 设计思路与方案..............................................................................................................................4

3 详细实现..........................................................................................................................................5

3.1 表达式的合法判定...............................................................................................................5

.....................................................................................................................................................5

3.2 中缀表达式转化为后缀表达式...........................................................................................6

参考文献...........................................................................................................................................13

附录 1：模拟计算器源程序清单....................................................................................................14

- - 总结

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1 引 言

本课程设计主要解决的是传统计算器中，不能对表达式进行运算的问题，

通过制作该计算器模拟程序，可以做到快速的求解表达式的值，并且能够判定

用户输入的表达式是否合法。该模拟计算器的核心部分就在用户输入的中缀表

达式的转化，程序中用到了“栈”的后进先出的基本性质。利用两个“栈”，一个

“数据栈”，一个“运算符栈”来把中缀表达式转换成后缀表达式。最后利用后缀表

达式来求解表达式的值。该算法的复杂度为 O(n)，能够高效、快速地求解表达

式的值，提高用户的效率。

的对象在计算机中表示出来并对它们进行处理。通过课程设计可以提高学生的

思维能力，促进学生的综合应用能力和专业素质的提高。

模拟计算器程序主要利用了“栈”这种数据结构来把中缀表达式转化为后缀表

达式，并且运用了递归的思想来解决 Abs()和 Sqrt()中嵌套表达式的问题，其

中还有一些统计的思想来判定表达式是否合法的算法。

本次课程设计为计算器模拟程序，主要解决表达式计算的问题，实现分别

按表达式处理的过程分解为几个子过程，详细的求解过程如下：1 用户输入表

达式。2 判定表达式是否合法。3 把中缀表达式转化为后缀表达式。4 求出后

缀表达式的结果。5 输出表达式的结果。通过设计该程序，从而做到方便的求

- - 总结

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2 设计思路与方案

出来。对于核心问题，利用了“栈”这种“后进先出”的数据结构，利用两个“栈”，

一个“数据栈”，一个“运算符栈”来把中缀表达式转换成后缀表达式。最后利用后

缀表达式来求解表达式的值。

上面是数据处理的算法部分。本程序用户界面总共分为 3 个模块，分别是

操作提示，数据输入，数据输出。如图 2.1 所示。

图 2.1 用户界面

除了实现基本的功能外，我还增加了其它一些功能，比如支持输入数据为

浮点数，更重要的是本程序还支持表达式的嵌套运算，例如：A(1+2*S(2))我

的实现方法是利用函数的递归调用来解决此问题，即把 1+2*S(2)看成一个子

表达式，这个子表达式中 2 也看成子表达式。这样使得程序的适用范围更加的

广泛，适应性更强，能支持更复杂的表达式的运算。这也是本程序的优点之一。

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