在C语言中,四则运算通常涉及到操作数的存储、运算符的优先级以及运算的顺序。本示例代码提供了一种实现方式,通过使用两个栈:一个`FStack`用于存储浮点数(用于计算),另一个`CStack`用于存储字符(用于表示运算符)。以下是相关知识点的详细说明:
1. **栈数据结构**:
栈是一种具有后进先出(LIFO)特性的数据结构。在这个例子中,`FStack`和`CStack`都实现了栈的概念,其中`FStack`用于存储待运算的浮点数,`CStack`用于存储运算符。
2. **内存管理**:
- 使用`malloc()`和`realloc()`函数动态分配和调整栈的大小。`malloc()`用于初次分配内存,`realloc()`用于在需要时增加栈的容量。
- 如果栈满,`realloc()`会扩大`FStack`的大小,增加`STACK_INCREMENT`个单位,确保有足够的空间存放新的元素。
3. **结构体定义**:
- `FStack`结构体包含三个成员:`base`指向栈底,`top`指向栈顶,`stacksize`记录栈的当前大小。
- `CStack`结构体与`FStack`类似,但存储的是字符类型,用于存放运算符。
4. **初始化栈**:
- 函数`Init(FStack* s)`和`Init(CStack* s)`用于初始化栈,分配初始大小为`STACK_SIZE`的内存,并将栈顶指针设置为栈底。
5. **栈操作函数**:
- `isEmpty(FStack* s)`和`isEmpty(CStack* s)`检查栈是否为空。
- `Push(FStack* s, float e)`向浮点数栈`FStack`添加元素,如果栈满则调用`realloc()`扩展空间。
- `GetTop(FStack* s)`返回栈顶的浮点数元素,但不移除。
- `Pop(FStack* s)`移除并返回栈顶的浮点数元素。
- 对于运算符栈`CStack`,也有相应的`Push`和`isEmpty`操作。
6. **四则运算的实现**:
实现四则运算通常需要处理运算符的优先级和结合性。在这个例子中,`CStack`用于保存运算符,根据运算符的优先级决定何时进行实际的计算。例如,当遇到运算符时,它会被压入`CStack`;遇到数字时,数字会被压入`FStack`。在遇到较高优先级的运算符或者遇到右括号时,会进行运算。
7. **错误处理**:
- 如果内存分配失败,`malloc()`和`realloc()`返回`NULL`,程序会打印错误信息"overflow!"。
- 当尝试从空栈中弹出元素时,会打印错误信息"stack is empty!"。
8. **运算逻辑**:
虽然示例代码没有提供完整的四则运算的逻辑,但可以推测,完整实现可能包括一个循环,不断读取输入的字符(可能是从用户输入或文件中),根据字符类型(数字、运算符或括号)调用相应的`Push`或`Pop`函数,并在适当的时候进行计算。
这个C语言代码是实现一个简单的计算器的基础,通过两个栈来处理表达式中的数字和运算符。要完全实现四则运算功能,还需要加入对运算符优先级的判断和实际的计算逻辑。