HW5.2 Sorting station

src/hw5_stack/CMakeLists.txt

@@ -0,0 +1,13 @@
+cmake_minimum_required(VERSION 4.0)
+project(hw5_stack C)
+
+set(CMAKE_C_STANDARD 17)
+
+add_executable(sortingStation
+    sortingStation.c
+    stack.c
+)
+
+if(CMAKE_C_COMPILER_ID STREQUAL "GNU")
+    target_compile_options(hw5_stack PRIVATE -Wall -Wextra -Wpedantic)
+endif()

src/hw5_stack/sortingStation.c

@@ -0,0 +1,109 @@
+#include "sortingStation.h"
+
+#include <stdio.h>
+#include <ctype.h>
+#include <string.h>
+#include "stack.h"
+
+// Проверяем является ли данный нам символ знаком операции (умножения/деления/сложения/вычитания)
+int isOperator(char currElem) {
+    return currElem == '+' || currElem == '-' || currElem == '*' || currElem == '/';
+}
+
+// Проверяем приоритет данного нам знака (по мат законам у деления/умножения он выше чем у сложения/вычитания)
+int priority(char currElem) {
+    if (currElem == '+' || currElem == '-') {
+        return 1;
+    }
+    if (currElem == '*' || currElem == '/') {
+        return 2;
+    }
+    return 0;
+}
+
+
+// Само преобразованиие Дейкстры
+void toPostfix(char infix[], char postfix[]) {
+    Stack stack;
+    init_stack(&stack);
+    int postfix_index = 0;
+
+    for (int i = 0; infix[i] != '\0'; i++) {
+        char currElem = infix[i];
+
+        // Пропускаем пробелы
+        if (currElem == ' ') {
+            continue;
+        }
+
+        // Если цифра - добавляем в массив postfix, так как числа идут первыми, а потом операции
+        if (isdigit(currElem)) {
+            postfix[postfix_index++] = currElem; // Добавляем число в следующий индекс массива
+            postfix[postfix_index++] = ' '; // Делаем пробелы между символами, чтоб не слипалось
+        }
+
+        // Если открывающая скобка, то в стек
+        else if (currElem == '(') {
+            push(&stack, currElem);
+        }
+
+        // Закрывающая скобка завершает выражение в скобках.
+        // Вынимаем из стека все операции пока не найдем открывающую скобку
+        else if (currElem == ')') {
+            while (!StackEmptiness(&stack)) {
+                char operator = pop(&stack);
+                if (operator == '(') {
+                    break;
+                }
+                postfix[postfix_index++] = operator;
+                postfix[postfix_index++] = ' ';
+            }
+        }
+        // Если операция
+        else if (isOperator(currElem)) {
+            // Вынимаем операторы с более высоким или равным приоритетом, так как надо чтобы в выражениях, где важен порядок, они выполнялись быстрее
+            while (!StackEmptiness(&stack)) {
+                char lastOperator = stack.elements[stack.topIndex];
+                if (lastOperator == '(') { // Останавливаем, если встречаем открывающую скобку
+                    break;
+                }
+                if (priority(lastOperator) >= priority(currElem)) { // Сравниваем приоритетность операторов
+                    // Оператор из стека имеет высший или равный приоритет - вынимаем его
+                    pop(&stack);
+                    postfix[postfix_index++] = lastOperator;
+                    postfix[postfix_index++] = ' ';
+                } else {
+                    // Оператор из стека имеет низший - останаваливаем вынимание
+                    break;
+                }
+            }
+            // Кладем текущий оператор в стек
+            push(&stack, currElem);
+        }
+    }
+
+    // Вынимаем все оставшиеся символы операций из стека
+    while (!StackEmptiness(&stack)) {
+        char lastOperator = pop(&stack);
+        postfix[postfix_index++] = lastOperator;
+        postfix[postfix_index++] = ' ';
+    }
+}
+
+int main() {
+    char infix[500];
+    char postfix[500];
+
+    printf("Введите выражение со скобками, цифрами и операторами ");
+    fgets(infix, sizeof(infix), stdin);
+
+
+    infix[strlen(infix) - 1] = '\0';
+
+    toPostfix(infix, postfix);
+
+    printf("Инфиксная форма:  %s\n", infix);
+    printf("Постфиксная форма: %s\n", postfix);
+
+    return 0;
+}

src/hw5_stack/sortingStation.h

@@ -0,0 +1,36 @@
+// Description: Этот модуль предоставляет функции для преобразования
+// математических выражений из инфиксной формы в постфиксную (обратную польскую запись)
+// с использованием алгоритма "сортировочной станции" Э. Дейкстры.
+// Поддерживает операции: +, -, *, /, скобки () и цифры.
+//
+
+#pragma once
+
+//
+// Проверяет является ли символ оператором
+// Параметр: currElem - символ для проверки
+// Возвращает: 1 если оператор, 0 если нет
+//
+int isOperator(char currElem);
+
+//
+// Определяет приоритет оператора
+// Параметр: currElem - оператор
+// Возвращает: 2 для * /, 1 для + -, 0 для других символов
+//
+int priority(char currElem);
+
+//
+// Преобразует инфиксное выражение в постфиксное
+// Параметры:
+//   infix - входное инфиксное выражение
+//   postfix - выходной буфер для постфиксного выражения
+//
+// Алгоритм:
+// 1. Числа сразу добавляются в выходной массив
+// 2. Открывающие скобки помещаются в стек
+// 3. Закрывающие скобки выталкивают операторы из стека до открывающей скобки
+// 4. Операторы выталкивают из стека операторы с высшим или равным приоритетом
+// 5. В конце все оставшиеся операторы выталкиваются из стека
+//
+void toPostfix(char infix[], char postfix[]);

src/hw5_stack/stack.c

@@ -0,0 +1,31 @@
+#include "stack.h"
+
+// Создаем стэк, делая значение top равным -1 ("нет элементов")
+void init_stack(Stack *stack) {
+    stack->topIndex = -1;
+}
+
+// Добавляем элемент
+void push(Stack *stack, char value) {
+    stack->topIndex++; // Увеличиваем индекс на 1
+    stack->elements[stack->topIndex] = value; // Добавляем сам элемент в массив
+}
+
+// Берем верхний элемент и удаляем его
+char pop(Stack *stack) {
+    if (StackEmptiness(stack)) {     // Проверяем не пуст ли стек
+        return '\0';                 // Возвращаем '\0' если пуст (в таком виде, потому что нужно вернуть char)
+    }
+    char value = stack->elements[stack->topIndex];  // Сохраняем верхний элемент
+    stack->topIndex--;               // Уменьшаем индекс
+    return value;                    // Возвращаем сохраненный элемент
+}
+
+// Проверяем пуст ли стек (Чтоб не убрать "пустоту")
+int StackEmptiness(Stack *stack) {
+    if (stack->topIndex == -1) {
+        return 1;  // 1 - стек пуст
+    } else {
+        return 0;  // 0 - стек не пуст
+    }
+}

src/hw5_stack/stack.h

@@ -0,0 +1,41 @@
+// Description: Этот модуль предоставляет функции для работы со стеком:
+// создание стэка (init_stack), добавление (push), извлечение элементов (pop) и проверка на пустоту (is_empty).
+// Нужен для двух задач: Продвинутый баланс скобок и Сортировочная станция
+//
+#pragma once
+#define STACK_SIZE 512
+
+//
+// Структура для стека
+// В ней создаем char массив для хранения элементов длины STACK_SIZE и переменную для хранения индекса верхнего элемента
+//
+typedef struct {
+    char elements[STACK_SIZE];  // массив для хранения
+    int topIndex;                // индекс верхнего элемента
+} Stack;
+
+//
+// Создание стека
+// В качестве параметра берем указатель на стек (для изменения самого стека, а не только копии)
+//
+void init_stack(Stack *stack);
+
+//
+// Добавление элемента в стек
+// Параметр - Указатель на стек и значение элемента для добавления
+//
+void push(Stack *stack, char value);
+
+//
+// Удаление элемента из стека с проверкой на пустоту
+// Параметр - Указатель на стек
+// Вернет значение элемента, если есть что удалять, и 0 если нет
+//
+char pop(Stack *stack);
+
+//
+// Проверка стэка на пустоту
+// Параметр - Указатель на стек
+// Вернет 1 если стек пуст, 0 если нет
+//
+int is_empty(Stack *stack);