lab24 cpp Author Denis Oleshkevich Mail qravf byrfuxrivpu eh use rot13

  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
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499
500
501
502
503
504
505
506
507
508
509
510
511
512
513
514
515
516
517
518
519
520
521
522
523
524
525
526
527
528
529
530
531
532
533
534
535
536
537
538
539
540
541
542
543
544
545
546
547
548
549
550
551
552
553
554
555
556
557
558
559
560
561
562
563
564
565
566
567
568
569
570
571
572
573
574
575
576
577
578
579
580
581
582
583
584
585
586
587
588
589
590
591
592
593
594
595
596
597
598
599
600
601
602
603
604
605
606
607
608
609
610
611
612
613
614
615
616
617
618
619
620
621
622
623
624
625
626
627
628
629
630
631
632
633
634
635
636
637
638
639
640
641
642
643
644
645
646
647
648
649
650
651
652
653
654
655
656
657
658
659
660
661
662
663
664
665
666
667
668
669
670
671
672
673
674
675
676
677
678
679
680
681
682
683
684
685
686
687
688
689
690
691
692
693
694
695
696
697
698
699
700
701
702
703
704
705
706
707
//lab24.cpp////////////////////////////////////////////////////////////////////
/* Author: Denis Oleshkevich
* Mail: qravf@byrfuxrivpu.eh (use rot13)
* ICQ: 240077001
*/
#include <list>
#include <stack>
#include <fstream>
#include <iostream>
using namespace std;
#include "tree.cpp"
#define EVER ;;
int main()
{
char str[100];
for (EVER) {
cout << "Enter valid arithmetic expression: ";
cin >> str;
ExprBinTree tree(str);
if (tree.valid) {
cout << "\nInitial Expression:" << endl;
tree.print();
if (tree.is_only_numbers()) {
cout << "\nSimplistic Expression:" << endl;
tree.simplify();
tree.print();
} else {
cout << "\nExpression after multiplication:" << endl;
tree.task();
tree.print();
}
cout << "\n\n";
} else {
cout << "Bad expression, try more=))\n";
}
}
}
//tree.cpp///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/* Author: Denis Oleshkevich
* Mail: denis@oleshkevich.ru
* ICQ: 240077001
*/
#define PLUS '+'
#define MINUS '-'
#define MULTI '*'
#define DIV '/'
#define OPEN_BRACKET '('
#define CLOSE_BRACKET ')'
//если символ оператор то возвращаем тру
bool is_operator(char symbol)
{
return (symbol == PLUS)
|| (symbol == MINUS)
|| (symbol == MULTI)
|| (symbol == DIV);
}
bool is_digit(char symbol)
{
return (symbol >= '0')
&& (symbol <= '9');
}
//если символ скобка то возвращаем тру
bool is_bracket(char symbol)
{
return (symbol == OPEN_BRACKET)
|| (symbol == CLOSE_BRACKET);
}
//если символ буква или цифра то возвращаем тру
bool is_symbol(char symbol)
{
return ((symbol >= 'a') && (symbol <= 'z'));
}
int get_priority(char var)
{
if (var == PLUS || var == MINUS)
return 1;
if (var == MULTI || var == DIV)
return 2;
if (var == OPEN_BRACKET)
return 3;
if (var == CLOSE_BRACKET)
return -1;
return 0;
}
enum { VARIABLE, NUMBER, OPERATOR, BRACKET };
class ExprData {
char var;
double value;
int what;
public:
ExprData(char a_var) {
Set(a_var);
} ExprData(double a_value) {
Set(a_value);
}
ExprData(ExprData * data) {
if (data->is_oper())
Set(data->getVar());
else
Set(data->getValue());
}
void Set(char a_var) {
var = a_var;
value = 0;
what = (is_operator(a_var) ? OPERATOR : is_bracket(a_var) ? BRACKET : VARIABLE);
}
void Set(double a_value) {
var = 0;
value = a_value;
what = NUMBER;
}
char getVar() {
return var;
}
double getValue() {
return value;
}
bool is_brack() {
return (what == BRACKET);
}
bool is_oper() {
return (what == OPERATOR);
}
bool is_num() {
return (what == NUMBER);
}
bool is_var() {
return (what == VARIABLE);
}
int get_priority() {
if (var == PLUS || var == MINUS)
return 1;
if (var == MULTI || var == DIV)
return 2;
if (var == OPEN_BRACKET)
return 3;
if (var == CLOSE_BRACKET)
return -1;
return 0;
}
//если символ плюс или минус то возвращаем тру
bool is_plus() {
return (var == PLUS);
}
bool is_minus() {
return (var == MINUS);
}
//если символ умножить или разделить то возвращаем тру
bool is_multi() {
return (var == MULTI);
}
bool is_div() {
return (var == DIV);
}
bool is_summ() {
return is_plus() || is_minus();
}
bool is_produce() {
return is_multi() || is_div();
}
friend ostream & operator<<(ostream & stream, ExprData data);
};
ostream & operator<<(ostream & stream, ExprData data)
{
switch (data.what) {
case NUMBER:
stream << data.value;
break;
default:
stream << data.var;
}
}
struct ExprBinNode {
ExprData *value;
ExprBinNode *left;
ExprBinNode *right;
ExprBinNode(ExprData * a_value, ExprBinNode * a_right, ExprBinNode * a_left) {
value = a_value;
left = a_left;
right = a_right;
} ExprBinNode(ExprData * a_value, ExprBinNode * a_left) {
value = a_value;
left = a_left;
right = NULL;
}
ExprBinNode(ExprData * a_value) {
value = a_value;
left = NULL;
right = NULL;
}
};
//функция для печати стека на символе
void printStack(stack < ExprData * >s)
{
stack < ExprData * >s1 = s;
while (s1.size()) {
cout << *(s1.top());
s1.pop();
}
}
class ExprBinTree {
ExprBinNode *root; //указатель на корневую вершину дерева
stack < ExprData * >expression; //стек с выражением
bool only_numbers;
public:
bool valid; //указывает верное ли выражение ввел пользователь
private:
//проверка на верность выражений
bool isValidExpression(char *expression) {
int len = strlen(expression);
int b = 0;
if (is_operator(expression[0]))
return false;
if (is_operator(expression[len - 1]))
return false;
for (int i = 0; i < len; i++) {
//рядом нет двух операторов
if (is_operator(expression[i]) && is_operator(expression[i + 1]))
return false;
//в начале строки или после открывающейся скобки не стоит оператор (ВНИМАНИЕ!!! тут неправильно обрабываются унарные минусы)
if (is_operator(expression[i]) && (i == 0 || expression[i - 1] == OPEN_BRACKET))
return false;
//рядом нет двух символов
if (is_symbol(expression[i]) && is_symbol(expression[i + 1]))
return false;
if (i && i < len - 1 && expression[i] == '.') {
if (!is_digit(expression[i - 1]) || !is_digit(expression[i + 1]))
return false;
}
if (expression[i] == OPEN_BRACKET) {
//после открывающейся скобки не следует закрывающаяся
if (expression[i + 1] == CLOSE_BRACKET)
return false;
//перед открывающейся скобкой не стоит символ
if (i > 0 && is_symbol(expression[i - 1])) {
return false;
}
b++; //увеличиваем счетчик открытых скобок
}
if (expression[i] == CLOSE_BRACKET) {
//закрывающаяся скобка не должна быть в начале строки
if (i == 0)
return false;
//после закрывающейся скобки не должна следовать открывающаяся
if (expression[i + 1] == OPEN_BRACKET)
return false;
//счетчик открытых скобок должен быть положительным
if (b == 0)
return false;
b--; //уменьшаем счетчик открытых скобок
}
}
return !b;
}
stack < ExprData * >getPolskaStack(char *expression) {
stack < ExprData * >temp; //храним операторы и открывающиеся скобки
stack < ExprData * >result; //результирующий стек, в него сразу сбрасываем все переменные и числа
double temp_value;
char temp_str[100];
bool is_num = false;
int j = 0;
int i = 0;
int len = strlen(expression);
while (i < len) {
j = i;
is_num = false;
while (is_digit(expression[i]) || expression[i] == '.') {
is_num = true;
temp_str[i - j] = expression[i];
i++;
}
if (is_num) {
temp_str[i - j] = 0;
result.push(new ExprData(atof(temp_str)));
continue;
}
ExprData *current = new ExprData(expression[i]);
ExprData *prev;
if (temp.size())
prev = temp.top();
else
prev = NULL;
if (current->is_brack() || current->is_oper()) {
if (!prev || current->get_priority() > prev->get_priority()) {
//еcли приоритет вставляемой операции больше предыдущей
//во временном стеке, то вставляем ее во временный
temp.push(current);
} else {
//если вставляемый элемент закр. скобка, то переносим часть стека до
//открывающейся скобки в результирующий стек. переносим в обратном порядке
if (current->getVar() == CLOSE_BRACKET) {
while (!temp.top()->is_brack()) {
result.push(temp.top());
temp.pop();
}
temp.pop();
} else {
//если операция не скобка, то сразу предыдущую операцию помещаем
//в результурующий стек, а текущую - во временный
if (!(prev->is_brack())) {
result.push(prev);
temp.pop();
}
temp.push(current);
}
}
} else {
result.push(current);
}
i++;
}
//в конце выражения переносим временный стек в результирующий
while (temp.size()) {
if (!(temp.top()->is_brack()))
result.push(temp.top());
temp.pop();
}
return result;
}
public:
//строим дерево по стеку
ExprBinNode * buildTree() {
ExprData *data = expression.top();
expression.pop();
if (data->is_var())
only_numbers = false;
//если оператор
if (data->is_oper()) {
//тут необходимо поменять порядок установки левого и правого поддерева,
//они устанавливаются в обратном порядке
return new ExprBinNode(data, buildTree(), buildTree());
}
return new ExprBinNode(data);
}
//конструктор, получает строку-выражение
ExprBinTree(char *a_expression) {
if (isValidExpression(a_expression)) {
only_numbers = true;
valid = true;
expression = getPolskaStack(a_expression);
root = buildTree();
} else {
valid = false;
only_numbers = false;
}
}
bool is_only_numbers() {
return only_numbers;
}
//возращает ссылку на корневой узел
ExprBinNode *getRoot() {
return root;
}
//печатает дерево
void printTree(ExprBinNode * what, int level) {
if (what == NULL)
return;
for (int i = 0; i < level; i++)
cout << " ";
cout << what->value << "\n";
if (what->left != NULL)
printTree(what->left, level + 1);
if (what->right != NULL)
printTree(what->right, level + 1);
}
void printTree() {
printTree(getRoot(), 0);
}
void printTree(ExprBinNode * what) {
printTree(what, 0);
}
//вывод выражения
void print(ExprBinNode * what) {
if (what == NULL)
return;
bool print_brackets = false;
//в общем случае печатаем скобки, когда один из операндов-операция,
//с приоритетом меньше чем у текущей операции
if (what->left != NULL) {
print_brackets = (print_brackets || what->left->value->is_oper() && what->left->value->get_priority() < what->value->get_priority());
if (print_brackets)
cout << "(";
print(what->left);
if (print_brackets)
cout << ")";
}
print_brackets = false;
cout << *(what->value);
if (what->right != NULL) {
//если текущий оператор минус или делить и справа стоит оператор - или +
if ((what->value->is_minus() || what->value->is_div()) && what->right->value->is_oper())
print_brackets = true;
print_brackets = (print_brackets || what->right->value->is_oper() && what->right->value->get_priority() < what->value->get_priority());
if (print_brackets)
cout << "(";
print(what->right);
if (print_brackets)
cout << ")";
}
}
void print() {
print(getRoot());
cout << endl;
}
ExprData *getCopy(ExprData * data) {
return new ExprData(*data);
}
ExprBinNode *getCopy(ExprBinNode * node) {
if (node->value->is_oper()) {
return new ExprBinNode(getCopy(node->value), getCopy(node->right), getCopy(node->left));
}
return new ExprBinNode(getCopy(node->value));
}
//умножаем поддерево на какое-то поддерево
void multiplicationTree(ExprBinNode * node, ExprBinNode * mult) {
bool dont_multi = false; //указывает что мы если мы умножает произвдение,
//то достаточно умножить только одну ветвь
if (node == mult)
return;
if (node->value->is_oper()) {
if (node->left != NULL) {
multiplicationTree(node->left, mult);
dont_multi = node->value->is_produce();
}
if (node->right != NULL) {
if (!dont_multi)
multiplicationTree(node->right, mult);
}
} else {
//если значение не оператор, устанавливаем новое значение, и ставим ветви
node->right = getCopy(mult);
node->left = new ExprBinNode(getCopy(node->value));
node->value->Set(MULTI);
}
}
//передаем место где ищем и ссылку на предка
void task(ExprBinNode * node, ExprBinNode * parent) {
//флаги указывающие что левый/правый оператор это сложение/вычитание
bool left_node = false;
bool right_node = false;
if (node->value->is_oper()) {
if (node->left != NULL && node->left->value->is_oper()) {
task(node->left, node);
if (node->left->value->is_summ())
left_node = true;
}
if (node->right != NULL && node->right->value->is_oper()) {
task(node->right, node);
if (node->right->value->is_summ())
right_node = true;
}
if (node->value->is_multi() && node->right != NULL && node->left != NULL && (left_node || right_node)) {
//выбираем рабочее дерево
ExprBinNode *workTree = (right_node ? node->right : node->left);
//выбираем поддерево для умножения
ExprBinNode *mult = (right_node ? node->left : node->right);
//запускаем процедеру умножения поддерева
multiplicationTree(workTree, mult);
// до обработка окончание
// * * +
// / \ / \ / \
// a + => a + => * *
// / \ / \ / \ / \
// b c * * a b a c
// / \ / \
// a b a c
//узел - корень, то заменяем корень на текущую вершину
if (node == root) {
root = workTree;
}
//если умножение слева - то заменяем левого сына
else if (parent->left->value->is_multi()) {
delete(parent->left);
parent->left = workTree;
}
//правого...
else if (parent->right->value->is_multi()) {
delete(parent->right);
parent->right = workTree;
}
task(workTree, parent);
}
}
}
void task() {
task(getRoot(), getRoot());
}
void simplify(ExprBinNode * node) {
if (!node)
return;
if (node->value->is_oper()) {
if (node->left->value->is_oper())
simplify(node->left);
if (node->right->value->is_oper())
simplify(node->right);
}
if (node->value->is_oper()) {
if (node->left->value->is_num() && node->right->value->is_num()) {
double a = node->left->value->getValue();
double b = node->right->value->getValue();
double result = 0;
switch (node->value->getVar()) {
case MULTI:
result = a * b;
break;
case PLUS:
result = a + b;
break;
case MINUS:
result = a - b;
break;
case DIV:
result = a / b;
break;
}
node->value->Set(result);
delete(node->left);
delete(node->right);
node->left = NULL;
node->right = NULL;
}
}
}
void simplify() {
simplify(getRoot());
}
};