如何在C中创建接受两位数整数或字符的菜单界面？

Question

我在这个程序上摸索了几个小时，但我似乎找不到一种方法来让这个程序工作。我一开始使用的是switch语句样式的菜单，但后来我遇到了一个问题，菜单可能会失败并退出，我无法解决这个问题，所以我就把代码切换到了一个基于if else的菜单。该计划背后的想法如下：

编写并测试实现基于堆栈的整数计算器的C程序。程序接受输入，直到输入Q为止。然而，我的困难在于让菜单接受大于10的数字。

我让每一个单独的函数在我的程序中正常工作，除了当我输入一个两位数的整数时，它将分别存储两位数。我知道这是因为我有读取和处理字符的菜单设置，但我不能弄清楚如何让字符数组工作。我以前从来没有用C语言编程过，所以动态内存分配的想法暗示了我，因为我不完全确定什么时候需要它。这是我到目前为止拥有的程序的源代码：

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

#define SIZE 6

int stack[SIZE]; //stack size
int top = 0; //top of stack

void pop();
void clear();
void display();
void top_element();
void add();
void multiply();
void subtract();
void division();
void power();

int main()
{
    char input;
    int flag = 1;

while(flag == 1)
{
    printf(": ");
    scanf(" %c",&input);

    if(isdigit(input))
    {
        if(top < SIZE)
        {
            stack[top] = input - '0';
            top++;
        }
        else
            printf("Error: stack overflow\n");
    }
    else if(input=='p')
        pop();
    else if(input=='c')
        clear();
    else if(input=='d')
        display();
    else if(input=='=')
        top_element();
    else if(input=='+')
        add();
    else if(input=='*')
        multiply();
    else if(input=='-')
        subtract();
    else if(input=='/')
        division();
    else if(input=='^')
        power();
    else if(input=='q')
        flag = 0;
    else
        printf("Error: invalid command\n");
    }
    printf("Goodbye!\n");
    return 0;
}

void pop()
{
if(top==0)
    printf("Error: stack is empty\n");
else
    top--;
}

void clear()
{
    top=0;
}

void display()
{
    int i;
    if(top == 0)
    printf("Error: stack is empty\n");

    else
    {
    for(i = top - 1; i >= 0; i--)
        printf("%d\n",stack[i] );
    }
}

void top_element()
{
    printf("%d\n",stack[top-1] );
}

void add()
{
    if(top<2)
        printf("Error: not enough operands for the requested operation\n");
    else
    {
        int ans=stack[top-1]+stack[top-2];
        stack[top-2]=ans;
        top--;
    }
}
void multiply()
{
    int ans=stack[top-1]*stack[top-2];
    stack[top-2]=ans;
    top--;
}
void subtract()
{
    if(top < 2)
        printf("Error: not enough operands for the requested operation\n");
    else
    {
        int ans = (stack[top-2] - stack[top-1]);
        stack[top-2]=ans;
        top--;
    }
}
void division()
{
    if(top < 2)
        printf("Error: not enough operands for the requested operation\n");
    else
    {
        if(stack[top-1]==0)
            printf("Error: attempt to divide by 0\n");
        else
        {
        int ans = (stack[top-2]/stack[top-1]);
        stack[top-2]=ans;
        top--;
        }
    }
}
void power()
{
    if(top < 2)
        printf("Error: not enough operands for the requested operation\n");
    else
    {
        int ans = pow(stack[top - 2], stack[top - 1]);
        stack[top - 2] = ans;
        top--;
    }
}

Answer 1

我有几件事要注意，我不想把它变成TLDR，所以我会尽量把每一期都放在单独的段落里。你可以对此持保留态度；毕竟，这只是一个建议。

您要查找的指令是%2[0123456789]。将指针传递到适合存储三个字符的位置(即char something[3]；第三个字节用于空字符)，并检查返回值。该指令需要调用scanf，否则以后调试与空字段相关的问题时可能会出问题，所以表示程序成功处理正确输入的“绿灯”返回值是scanf("%2[0123456789]", ptr_into_array_of_char)将返回1。任何其他返回值都表示发生了琥珀色或红灯。请注意，我在这里非常严格地解释了你的规范(不完整)。实际上，我只需要使用%d，并且很高兴我的用户通过输入1而不是01而患关节炎的机会减少了一半(而且在不处理%[).

• Our编译器时，您也不太可能出现动脉瘤。通常，当我们犯了一些语法错误时，编译器会发出错误消息并中止编译，但这个要求与此背道而驰：“程序接受输入，直到输入q。”我希望你的完整规范解释了当用户偏离期望时应该发生的事情。我想你可以发出一个错误，清除堆栈，读到行尾，然后就像程序重新启动一样操作……像scanf("%*[^\n]"); getchar(); puts("Error message here"); top = 0;这样的？我们通常使用像CTRL+d (在Linux上)或CTRL+Z (在Windows上)这样的组合键来结束stdin，从而表示输入的终止。
• “动态内存分配的想法暗示了我”，所以你应该庆幸地知道，你可能不应该在这里使用动态内存分配，除非你想让你的堆栈增长超过你设置的硬编码的6个插槽，也许...
• 我假设这个问题的标题混淆了；你不是在设计一个菜单，而是实现了一个语法。看看gcc的“菜单”是如何为灵感而设计的。如果你曾经试图围绕stdin设计一个菜单，停下来；也许你真正想要的是一个可以指向并单击的图形用户界面，因为这不是Unix倾向于work.
• Declaring void fubar(void);，然后是void fubar() { /* SNIP */ }的方式，由于一些技术历史文物，这是未定义的行为，int main()也是如此。这就是为什么你最好选择一本专门教授C语言的书，这本书的作者是有声望的人，来学习C语言。有很多微妙的细微差别可能会让你陷入困境。
• 在函数原型等笔记中，认为堆栈是一种通用的数据结构。作为另一种思维实验，考虑一下如果只对使用文件作用域声明的数组进行操作，那么使用strcpy将是多么痛苦的事情。从逻辑上讲，它的所有外部数据需求都应该来自它的参数，而不是来自在文件范围内声明的变量，即stack。
• 我们被教导要谨慎地使用内存，在我看来，将变量单独用作控制表达式似乎违反了这些经验。在存在像break、continue和goto这样的构造的地方，可以有一个没有变量声明的更干净的替代方案(因此可以使用额外的空闲寄存器来做其他事情)。

Answer 2

这次的问题不在于scanf()，而在于解析输入的方式。

一个字符一个字符地解析输入字符没有错，相反，至少在几乎所有的情况下，它使事情变得更容易。但是逐个字符地解析也意味着您要逐个字符地解析每个大于9的正数，或者更好的是逐个数字地解析--您必须从单个数字构建完整的数字。你从“从左到右”进行解析，所以只需乘以10并添加数字即可。冲洗并重复，直到你没有剩下的数字，并将结果放在堆栈上。

示例：

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

#define SIZE 6

/* you should look up what "static" means and when and how to use */
static int stack[SIZE];         //stack size
static int top = 0;             //top of stack

/* 
 * You need to expicitely add "void" to the argumet list.
 * It defaults to "int" otherwise.
 * Please do yourself a favor and switch all warnings on.
 */
void pop(void);
void clear(void);
void display(void);
void top_element(void);
void add(void);
void multiply(void);
void subtract(void);
void division(void);
void power(void);

/* Most checks and balances omitted! */
int main(void)
{
  /* "int" to make things easier */
  int input;
  int flag = 1, anumber;

  while (flag == 1) {
    printf(": ");
    /* get a(n ASCII) character */
    input = fgetc(stdin);

    if (isdigit(input)) {
      anumber = 0;
      /* 
       * We have a digit. Parse input for more digits until
       * no further digits appear and add all digits to "anumber".
       * We assume a decimal representation here.
       */

      /* TODO: check for overflow! */
      for (;;) {
        anumber *= 10;
        anumber += input - '0';
        input = fgetc(stdin);

        if (!isdigit(input)) {
          break;
        }
      }
      /* Push number on the stack */
      if (top < SIZE) {
        stack[top] = anumber;
        top++;
      } else {
        printf("Error: stack overflow\n");
      }
    }
    /* "input" from fgetc() is an integer, we can use a switch */
    switch (input) {
      case 'p':
        pop();
        break;
      case 'c':
        clear();
        break;
      case 'd':
        display();
        break;
      case '=':
        top_element();
        break;
      case '+':
        add();
        break;
      case '^':
        power();
        break;
      case 'q':
        flag = 0;
        break;
      default:
        printf("Error: invalid command\n");
        break;
    }
  }

  printf("Goodbye!\n");
  return 0;
}


void pop(void)
{
  if (top == 0)
    printf("Error: stack is empty\n");
  else
    top--;
}

void clear(void)
{
  top = 0;
}

void display(void)
{
  int i;
  if (top == 0)
    printf("Error: stack is empty\n");

  else {
    for (i = top - 1; i >= 0; i--)
      printf("%d\n", stack[i]);
  }
}

void top_element(void)
{
  printf("%d\n", stack[top - 1]);
}

void add(void)
{
  if (top < 2)
    printf("Error: not enough operands for the requested operation\n");
  else {
    int ans = stack[top - 1] + stack[top - 2];
    stack[top - 2] = ans;
    top--;
  }
}

/* Using pow() from math.h is not a good idea beause it uses floating point */
/* TODO check for overflows! */
static int integer_pow(int x, int n)
{
  int r;
  r = 1;
  while (n != 0) {
    if (n & 1) {
      r *= x;
    }
    x *= x;
    n >>= 1;
  }
  return r;
}

void power(void)
{
  if (top < 2)
    printf("Error: not enough operands for the requested operation\n");
  else {
    int ans = integer_pow(stack[top - 2], stack[top - 1]);
    stack[top - 2] = ans;
    top--;
  }
}

测试：

$ ./stackbcalc 
: 123+23=
Error: not enough operands for the requested operation
: 23
: Error: invalid command
: q
Goodbye!

不起作用。为什么？函数add()在堆栈上需要两个操作数。您需要将+也放在堆栈上(它是一个整数)，一旦您在=的末尾，您就可以计算堆栈。你可能需要学习一些关于中缀/后缀/前缀表示法的知识，才能成功地做到这一点。

提示:我也会忽略开关中的空格(空格和制表符，甚至可能是回车符)。