Федеральное агентство связи

Ордена Трудового Красного Знамени

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Московский технический университет связи и информатики»

Кафедра Математической Кибернетики и Информационных Технологий

Отчет по лабораторной работе

по предмету «СиАОД»

на тему:

«Стек, очередь и дек»

Выполнил: студент группы УБСТ2204

Становов Роман Андреевич

Руководитель:

Кутейников Иван Алексеевич

Москва 2021

Цель работы

Используя технологию модульного программирования разработать программу обработки данных, содержащихся в заранее подготовленном файле, в соответствии с индивидуальным заданием. Применить динамическую структуру указанного в задании вида: стек, очередь или дек. Программа должна включать модуль, содержащий набор всех необходимых средств (типов, подпрограмм и т.д.) для решения поставленной задачи.

Вариант 19

В текстовом файле хранится выражение, записанное в инфиксной форме. Используя стек, перевести его в постфиксную форму и в таком виде записать в новый текстовый файл.

Пример выражения: a + b / c / d * e => a b c / d / e * +

Выполнение

Реализация cтека на языке программирования python.

class Stack:

def __init__(self): #__init__: Инициализация стека.

self.items = []

def is_empty(self): #is_empty: Проверка, пуст ли стек.

return len(self.items) == 0

def push(self, item): #push: Добавление элемента в стек

self.items.append(item)

def pop(self): #pop: Извлечение элемента из стека.

if not self.is_empty():

return self.items.pop()

def peek(self): #peek: Получение верхнего элемента стека без извлечения.

if not self.is_empty():

return self.items[-1]

def precedence(self, op): #precedence: Определение приоритета операторов для использования при преобразовании инфиксного выражения в постфиксное.

if op == '+' or op == '-':

return 1

elif op == '*' or op == '/':

return 2

return 0

Код программы

import os

import sys

class Stack:

def __init__(self):

self.items = []

def is_empty(self):

return len(self.items) == 0

def push(self, item):

self.items.append(item)

def pop(self):

if not self.is_empty():

return self.items.pop()

def peek(self):

if not self.is_empty():

return self.items[-1]

def precedence(self, op):

if op == '+' or op == '-':

return 1

elif op == '*' or op == '/':

return 2

return 0

def infix_to_postfix(infix_expression):

stack = Stack()

postfix_expression = []

operators = "+-*/"

for symbol in infix_expression:

if symbol.isalnum() or '.' in symbol:

postfix_expression.append(symbol)

elif symbol in operators:

while (not stack.is_empty() and

stack.precedence(stack.peek()) >= stack.precedence(symbol)):

postfix_expression.append(stack.pop())

stack.push(symbol)

elif symbol == '(':

stack.push(symbol)

elif symbol == ')':

while not stack.is_empty() and stack.peek() != '(':

postfix_expression.append(stack.pop())

stack.pop()

while not stack.is_empty():

postfix_expression.append(stack.pop())

return "".join(postfix_expression)

def evaluate_postfix(postfix_expression, variables):

stack = Stack()

operators = "+-*/"

for symbol in postfix_expression:

if symbol.isalnum() or '.' in symbol:

stack.push(symbol)

elif symbol in operators:

operand2 = stack.pop()

operand1 = stack.pop()

result = perform_operation(operand1, operand2, symbol, variables)

stack.push(str(result))

return stack.pop()

def perform_operation(operand1, operand2, operator, variables):

operand1_value = get_operand_value(operand1, variables)

operand2_value = get_operand_value(operand2, variables)

if operator == '+':

return operand1_value + operand2_value

elif operator == '-':

return operand1_value - operand2_value

elif operator == '*':

return operand1_value * operand2_value

elif operator == '/':

if operand2_value != 0:

return operand1_value / operand2_value

else:

print(f"Ошибка: деление на ноль при операции {operand1} / {operand2}.")

sys.exit(1)

def get_operand_value(operand, variables):

try:

return float(operand)

except ValueError:

if operand in variables:

return variables[operand]

else:

print(f"Ошибка: переменная {operand} не определена.")

sys.exit(1)

def restart_script():

python = sys.executable

os.execl(python, python, *sys.argv)

def main():

while True:

variables = {}

infix_expression = input("Введите инфиксное выражение: ")

# Предварительное определение переменных

var_definition = input("Введите определение переменных (например, a=2 b=3): ")

for definition in var_definition.split():

var, value = definition.split('=')

variables[var] = float(value)

postfix_expression = infix_to_postfix(infix_expression)

with open("output.txt", "w") as file:

file.write(postfix_expression)

print("Постфиксная форма: ", postfix_expression)

result = evaluate_postfix(postfix_expression, variables)

print("Результат вычисления: ", result)

choice = input("Хотите ввести новое выражение? (yes/no): ")

if choice.lower() != 'yes':

break

else:

choice_restart = input("Хотите перезапустить программу? (yes/no): ")

if choice_restart.lower() != 'yes':

break

else:

restart_script()

if __name__ == "__main__":

main()

Результаты работы

Выходные данные в файле output.txt

Результат работы:

Вывод

Я изучил структуру данных стек и понял, как ее реализовать. Данная структура данных является очередью. Таким образом, она позволяет довольно просто реализовать добавление и удаление элементов, которые в свою очередь добавляются поверх остальных, и удаляются, начиная с последнего добавленного.