-
Notifications
You must be signed in to change notification settings - Fork 15
/
ex.4.15.cpp
161 lines (144 loc) · 4.84 KB
/
ex.4.15.cpp
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
// ex.4.15
// en: Extend your solution to Exercise 4.14 to include the unary
// operators - (negation) and $ (square root). Also, modify the
// abstract stack machine in Program 4.5 to use floating point. For
// example, given the expression:
// (-(-1) + $((-1) * (-1)-(4 * (-1))))/2
// your program should print the value 1.618034.
// ru: Расширьте упражнение 4.14 таким образом, чтобы оно включало
// унарный операции - (смена знака) и $ (извлечение квадратного
// корня). Кроме того, измените механизм абстрактного стека в
// программе 4.5 так, чтобы можно было использовать числа с плавающей
// точкой. Например, имея в качестве исходного выражение:
// (-(-1) + $((-1) * (-1) - (4 * (-1)))) / 2
// программа должна выдать число 1.618034.
#include <cmath>
#include <cstddef>
#include <iostream>
#include <stdexcept>
#include <catch.hpp>
#include <psv/stack.h>
template <typename T>
T EvalPostfix(const std::string& expr) {
const auto size = expr.size();
psv::Stack<T> value(size);
for (std::size_t i = 0; i < size; ++i) {
if (expr[i] == '+') value.Push(value.Pop() + value.Pop());
if (expr[i] == '-') {
auto v1 = value.Pop();
auto v2 = value.Pop();
value.Push(v2 - v1);
}
if (expr[i] == '*') value.Push(value.Pop() * value.Pop());
if (expr[i] == '/') {
auto v1 = value.Pop();
if (v1 == 0) throw std::overflow_error("divide by zero");
auto v2 = value.Pop();
value.Push(v2 / v1);
}
if (expr[i] == '$') {
value.Push(std::sqrt(value.Pop()));
}
if (expr[i] == '!') {
value.Push(-value.Pop());
}
if (expr[i] >= '0' && expr[i] <= '9') value.Push(0);
while (expr[i] >= '0' && expr[i] <= '9')
value.Push(10 * value.Pop() + expr[i++] - '0');
}
return value.Pop();
}
bool IsNum(char c) { return c >= '0' && c <= '9'; }
bool IsVar(char c) { return std::isalpha(c); }
bool IsOp(char c) {
return c == '+' || c == '-' || c == '*' || c == '/' || c == '$';
}
bool IsUnary(char c) { return c == '-' || c == '$' || c == '!'; }
bool IsRightAssoc(char c) { return c == '$' || c == '!'; }
int Precedence(char op) {
switch (op) {
case '(':
return 0;
case '+':
case '-':
return 1;
case '*':
case '/':
return 2;
case '!':
case '$':
return 3;
}
throw std::invalid_argument("invalid operator");
}
std::string ToPostfix(const std::string& expr) {
const auto size = expr.size();
psv::Stack<char> st(size);
std::string ret;
bool may_unary = true;
for (std::size_t i = 0; i < size;) {
if (IsNum(expr[i])) {
// number
while (IsNum(expr[i])) {
ret.push_back(expr[i++]);
}
ret.push_back(' ');
may_unary = false;
} else if (IsVar(expr[i])) {
// var
while (IsVar(expr[i])) {
ret.push_back(expr[i++]);
}
ret.push_back(' ');
may_unary = false;
} else if (expr[i] == '(') {
st.Push(expr[i]);
++i;
may_unary = true;
} else if (expr[i] == ')') {
while (!st.Empty() && st.Top() != '(') {
ret.push_back(st.Pop());
ret.push_back(' ');
}
if (!st.Empty() && st.Top() == '(') st.Pop();
++i;
may_unary = false;
} else if (IsOp(expr[i])) {
// operator
char op = expr[i];
if (IsUnary(op) && may_unary) {
if (op == '-') {
op = '!';
}
}
while (
!st.Empty() && st.Top() != '(' &&
((IsRightAssoc(op) && Precedence(st.Top()) > Precedence(op)) ||
(!IsRightAssoc(op) &&
Precedence(st.Top()) >= Precedence(op)))) {
ret.push_back(st.Pop());
ret.push_back(' ');
}
st.Push(op);
++i;
may_unary = true;
} else {
// whitespace
++i;
}
}
while (!st.Empty()) {
auto c = st.Pop();
if (c != '(') {
ret.push_back(c);
ret.push_back(' ');
}
}
if (ret.back() == ' ') ret.resize(ret.size() - 1);
return ret;
}
TEST_CASE("eval_postfix") {
REQUIRE(EvalPostfix<double>(
ToPostfix("((-(-1) + $((-1) * (-1) - (4 * (-1)))) / 2)")) ==
Approx(1.618034));
}