第四十四练 请以递归方式实现计算阶乘的函数

简介: 第四十四练 请以递归方式实现计算阶乘的函数

第四十四练 请以递归方式实现计算阶乘的函数

请以递归方式实现计算阶乘的函数:factorial(n),其中 n 为非负整数。

第四十三练答案

下面是一个简单的C语言实现,用于计算包含加减乘除和括号的表达式的值。该实现使用栈数据结构来处理括号,并支持加减乘除运算。在实现中,首先进行了中缀表达式到后缀表达式的转换,然后计算后缀表达式的值。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <ctype.h>

// 定义栈结构
#define MAX_SIZE 100
typedef struct {
    int top;
    double items[MAX_SIZE];
} Stack;

// 初始化栈
void initialize(Stack* stack) {
    stack->top = -1;
}

// 检查栈是否为空
int is_empty(const Stack* stack) {
    return stack->top == -1;
}

// 将元素压入栈
void push(Stack* stack, double value) {
    if (stack->top == MAX_SIZE - 1) {
        printf("Stack overflow\n");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    stack->items[++stack->top] = value;
}

// 弹出栈顶元素
double pop(Stack* stack) {
    if (is_empty(stack)) {
        printf("Stack underflow\n");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    return stack->items[stack->top--];
}

// 获取栈顶元素
double peek(const Stack* stack) {
    if (is_empty(stack)) {
        printf("Stack is empty\n");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    return stack->items[stack->top];
}

// 判断运算符的优先级
int precedence(char operator) {
    if (operator == '+' || operator == '-') {
        return 1;
    } else if (operator == '*' || operator == '/') {
        return 2;
    }
    return 0;
}

// 将中缀表达式转换为后缀表达式
void infix_to_postfix(const char* infix, char* postfix) {
    Stack operator_stack;
    initialize(&operator_stack);

    int i = 0, j = 0;

    while (infix[i] != '\0') {
        if (isdigit(infix[i]) || infix[i] == '.') {
            while (isdigit(infix[i]) || infix[i] == '.') {
                postfix[j++] = infix[i++];
            }
            postfix[j++] = ' ';
        } else if (infix[i] == '(') {
            push(&operator_stack, infix[i++]);
        } else if (infix[i] == ')') {
            while (!is_empty(&operator_stack) && peek(&operator_stack) != '(') {
                postfix[j++] = pop(&operator_stack);
                postfix[j++] = ' ';
            }
            if (!is_empty(&operator_stack) && peek(&operator_stack) == '(') {
                pop(&operator_stack); // 弹出左括号
            }
            i++;
        } else if (infix[i] == '+' || infix[i] == '-' || infix[i] == '*' || infix[i] == '/') {
            while (!is_empty(&operator_stack) && precedence(peek(&operator_stack)) >= precedence(infix[i])) {
                postfix[j++] = pop(&operator_stack);
                postfix[j++] = ' ';
            }
            push(&operator_stack, infix[i++]);
        } else {
            // 忽略空格等其他字符
            i++;
        }
    }

    while (!is_empty(&operator_stack)) {
        postfix[j++] = pop(&operator_stack);
        postfix[j++] = ' ';
    }

    postfix[j] = '\0';
}

// 计算后缀表达式的值
double evaluate_postfix(const char* postfix) {
    Stack operand_stack;
    initialize(&operand_stack);

    int i = 0;

    while (postfix[i] != '\0') {
        if (isdigit(postfix[i]) || postfix[i] == '.') {
            double operand = atof(&postfix[i]);
            push(&operand_stack, operand);
            while (isdigit(postfix[i]) || postfix[i] == '.') {
                i++;
            }
        } else if (postfix[i] == ' ') {
            i++;
        } else {
            double operand2 = pop(&operand_stack);
            double operand1 = pop(&operand_stack);

            switch (postfix[i]) {
                case '+':
                    push(&operand_stack, operand1 + operand2);
                    break;
                case '-':
                    push(&operand_stack, operand1 - operand2);
                    break;
                case '*':
                    push(&operand_stack, operand1 * operand2);
                    break;
                case '/':
                    if (operand2 == 0) {
                        printf("Error: Division by zero\n");
                        exit(EXIT_FAILURE);
                    }
                    push(&operand_stack, operand1 / operand2);
                    break;
                default:
                    printf("Error: Invalid operator\n");
                    exit(EXIT_FAILURE);
            }

            i++;
        }
    }

    return pop(&operand_stack);
}

int main() {
    char infix_expression[100];
    printf("Enter an expression: ");
    fgets(infix_expression, sizeof(infix_expression), stdin);

    char postfix_expression[100];
    infix_to_postfix(infix_expression, postfix_expression);
    printf("Postfix expression: %s\n", postfix_expression);

    double result = evaluate_postfix(postfix_expression);
    printf("Result: %lf\n", result);

    return 0;
}

在这个实现中,infix_to_postfix 函数将中缀表达式转换为后缀表达式,然后 evaluate_postfix 函数计算后缀表达式的值。主函数读取用户输入的中缀表达式,进行转换和计算,并输出结果。请注意,此程序假设用户输入的表达式是合法的。

答案和解析会在次日公布

注意事项

编写代码的时候,需要注意以下几点问题:

  • 头文件的引用需要放在代码的最顶部
  • 每个C语言程序中必须包含一个 main函数
  • void main(){}
  • int main(){return 0;}
  • C语言中每一行的结尾处必须要使用分号结尾
  • C语言中的引号需要使用双引号,双引号都是以一对一对的情况出现的
  • 在scanf键盘输入代码中,要使用 & 加变量名来读取一个键盘输入
  • 赋值语句是将右边的值赋给左边的变量,顺序不能反了
  • 需要注意代码的缩进格式,缩进为4个空格或者一个tab键为一组,但是要保证整篇代码里面风格一致,要么都是4个空格缩进,要么都是使用一个tab进行缩进
  • 需要养成随手保存的习惯,保存的快捷键一般是 ctrl + s
  • 注意大括号的使用,大括号是代码块,代表了一个块的代码是放在一起的
  • 注意整数型和实数型的转换,如果将实数赋值给一个整形变量,那么实数的小数部分将会被舍去;
  • 注意除法中,如果除数和被除数都是整数,那么结果也会是一个整数,小数部分会自动舍弃
  • 成对出现的标点符号
  • 单引号,双引号,小括号,中括号,大括号等,一般不单独出现
  • 如果代码有问题,然后附近又刚好有这些成对符号,请着重关注
  • 定义变量时,该打的逗号应该打上,不能写掉了
  • 编写++符号时,不要误写成了ff
  • 一个程序里面只能有一个main函数,除了main函数的其他函数都不能叫这个名字
  • 在调用函数时,入参都是使用的逗号隔开,一定不要使用分号隔开
  • 换行符是\n,不能错误写成/n
  • 输入输出格式化
  • %d对应整数
  • %c对应字符
  • %f对应实数
  • 不要写错或者写漏了
  • if条件语句当前行不能加分号,不然这个语句就没有意义了
  • while语句和if语句一样,当行不能加分号
  • 不建议使用goto语句,因为那样会造成程序结构的混乱,导致不可读

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