C语言的堆栈计算器

简介：
C语言的堆栈计算器是一款使用C语言编写的高效计算工具，通过利用堆和栈数据结构进行表达式求值。用户可以输入数学表达式，程序自动解析并计算结果，提供直观的操作界面和强大的功能支持，适用于编程学习与日常计算需求。 ### C语言堆栈计算器知识点详解 #### 一、堆栈数据结构在计算器中的应用 堆栈是一种特殊的线性数据结构，其特点是“后进先出”（LIFO）。这种特性使得堆栈非常适合处理数学表达式的计算问题。本案例中设计了两个堆栈：一个用于存储运算符，另一个用于存储数字（即操作数），以有效处理包括括号在内的复杂算术表达式。 #### 二、堆栈的实现与管理 ##### 1. 堆栈初始化与销毁 - 初始化：通过`malloc()`函数分配内存空间，并创建堆栈基址和栈顶指针，同时设定初始容量。 - 销毁：使用`free()`释放堆栈所占用的内存空间。 ##### 2. 堆栈操作函数 - `GetTop()`: 获取当前位于顶部但不移除的元素。 - `Push()`: 向堆栈中添加新元素，如果达到最大容量，则扩展内存。 - `Pop()`: 移除并返回位于顶部的元素。 #### 三、状态代码定义 使用不同的状态码表示函数执行的结果： - `OK` 表示成功； - `ERROR` 表示错误； - `INFEASIBLE` 表示不可行的操作； - `OVERFLOW` 表示内存溢出。 #### 四、关键宏定义与类型定义 ##### 1. 宏定义 - `STACK_INIT_SIZE`: 初始堆栈大小，设为100。 - `STACK_INCREMENT`: 堆栈自动扩展的增量，设定为10。 - `TRUE`, `FALSE`, `OK`, `ERROR` 和 `INFEASIBLE` 状态码的具体数值表示。 ##### 2. 类型定义 - 定义了函数返回的状态类型`Status`(通常为整型)和布尔类型变量用于逻辑判断的`Boolean`. #### 五、堆栈结构定义 代码中定义了两种类型的堆栈： - `SqStack1`: 运算符堆栈，存储字符（char）。 - `SqStack2`: 数字堆栈，存储浮点数（float）。 每种类型都包括以下元素： - 基地址`base` - 栈顶指针`top` - 当前大小`stacksize` #### 六、堆栈扩展机制 当达到预设容量时，通过调用`realloc()`函数来尝试增加内存空间。这种机制保证了在处理大量运算数据的情况下不会轻易溢出，并增强了程序的健壮性和灵活性。 #### 七、C语言标准库的应用 代码中使用到了多个C语言的标准库： - ``: 文件读写和输入输出。 - ``: 字符串操作函数。 - ``: 检测字符类型。 - ``: 动态内存分配管理。 - ``: 定义如`INT_MAX`的极限值。 - ``: 输入输出控制，比如`exit()`函数。 #### 八、代码细节解析 展示如何通过初始化堆栈和销毁堆栈来实现动态内存管理，并且包括了基本操作：获取顶部元素（GetTop）、添加新元素(Push) 和 移除顶部元素 (Pop) 的具体实现。C语言的堆栈计算器不仅展示了数据结构在解决特定问题上的高效性，还深入介绍了C语言编程的基础和高级特性，如动态内存管理、状态码设计以及标准库的应用。