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20155236 《Java程序设计》实验五（网络编程与安全）实验报告

一、实验内容及步骤

任务一：
编写MyBC.java实现中缀表达式转后缀表达式的功能
编写MyDC.java实现从上面功能中获取的表达式中实现后缀表达式求值的功能
任务二：
结对编程：一人负责客户端，另一人负责服务器
注意责任归宿，要会通过测试证明自己没有问题
基于Java Socket实现客户端/服务器功能，传输方式用TCP
客户端让用户输入中缀表达式，然后把中缀表达式调用MyBC.java的功能转化为后缀表达式，把后缀表达式通过网络发送给服务器
服务器接收到后缀表达式，调用MyDC.java的功能计算后缀表达式的值，把结果发送给客户端
客户端显示服务器发送过来的结果
任务三：
客户端让用户输入中缀表达式，然后把中缀表达式调用MyBC.java的功能转化为后缀表达式，把后缀表达式用3DES或AES算法加密后通过网络把密文发送给服务器
服务器接收到后缀表达式表达式后，进行解密（和客户端协商密钥，可以用数组保存），然后调用MyDC.java的功能计算后缀表达式的值，把结果发送给客户端
其他要求同任务二
任务四：
客户端和服务器用DH算法进行3DES或AES算法的密钥交换
其他要求同任务三
任务五：
服务器接收到后缀表达式表达式后，进行解密，解密后计算明文的MD5值，和客户端传来的MD5进行比较，一致则调用MyDC.java的功能计算后缀表达式的值，把结果发送给客户端
其他要求同任务四

实验内容

任务一：MyBC，MyDC，MyBCTest

算法描述：（中缀转后缀）

1.设置一个运算符栈，设置一个后缀表达式字符串；
从左到右依次对中缀表达式中的每个字符ch分别进行以下处理，直至表达式结束。

1. 若ch是左括号‘（’，将其入栈；
2. 若ch是数字，将其后连续若干数字添加到后缀表达式字符串之后，并添加空格作为分隔符；
3. 若ch是运算符，先将栈顶若干优先级高于ch的运算符出栈，添加到后缀表达式字符串之后，再将ch入栈。当‘（’运算符在栈中时，它的优先级最低。
4. 若ch是‘）’，则若干运算符全部出栈，直到出栈的是左括号，一对括号匹配。

3.若表达式结束，将栈中运算符全部出栈，添加到后缀表达式字符串之后。

代码如下：

public static String toPostfix(String expr){
        MyStack<String> stack = new MyStack<>(expr.length());
        String postfix = "";
        int i = 0;
        while(i<expr.length()){
            char ch = expr.charAt(i);
            switch (ch){
                case  '+':
                case  '-':while(!stack.isEmpty() && !stack.get().equals("("))
                    postfix += stack.pop();
                    //postfix += " ";
                    stack.push(ch + "");
                    i++;
                    break;
                case '*':
                case '/':while (!stack.isEmpty() && (stack.get().equals("*")||stack.get().equals("/")))
                    postfix += stack.pop();
                    //postfix += " ";
                    stack.push(ch + "");
                    i++;
                    break;
                case '(':stack.push(ch + "");
                    i++;
                    break;
                case ')':String out = stack.pop();
                    while(out!=null && !out.equals("(")){
                        postfix += out;
                        out = stack.pop();
                        //postfix += " ";
                    }
                    i++;
                    break;
                default:while(i < expr.length() && ch>='0' && ch<='9'){
                    postfix += ch;
                    i++;
                    if(i<expr.length())
                        ch = expr.charAt(i);
                }
                postfix += " ";
            }
        }
        while (!stack.isEmpty())
            postfix += stack.pop();
        return postfix;
    }

算法描述（后缀表达式的求值）

1.设置一个操作数栈，从左向右依次对后缀表达式字符串中的每个字符ch进行处理；

1. 若ch是数字，先将其后连续若干数字转化为整数，再将该整数入栈；
2. 若ch是运算符，出栈两个值进行运算，运算结果再入栈；

3.重复以上步骤，直至后缀表达式结束，栈中最后一个数字就是所求表达式的值。

代码如下：

public int value(String postfix){
        Stack<Integer> stack = new Stack();
        int i = 0, result = 0;
        while(i < postfix.length()){
            char ch = postfix.charAt(i);
            if(ch>='0' && ch<='9'){
                result = 0;
                while(ch!=' '){
                    result = result*10 + Integer.parseInt(ch+"");
                    i++;
                    ch = postfix.charAt(i);
                }
                i++;
                stack.push(new Integer(result));
            }
            else{
                int y = stack.pop().intValue();
                int x = stack.pop().intValue();
                switch (ch){
                    case ADD:
                        result = x + y;
                        break;
                    case SUBTRACT:
                        result = x - y;
                        break;
                    case MULTIPLY:
                        result = x * y;
                        break;
                    case DIVIDE:
                        result = x / y;
                }
                stack.push(new Integer(result));
                i++;
            }
        }
        return stack.pop().intValue();
    }

测试类 MyBCTest

public class NewMyDCTester {
    public static void main(String [] args) {
        String expression;
        int result;
        try
        {
            Scanner in = new Scanner(System.in);
            NewMyDC evaluator = new NewMyDC();
            System.out.println ("Enter a valid postfix expression: ");
            expression = in.nextLine();
            String postfix = MyBC.toPostfix(expression);
            System.out.println ("The postfix expression is :" + postfix);
            result = evaluator.value (postfix);
            System.out.println ("That expression equals :" + result);
        }
        catch (Exception IOException)
        {
            System.out.println("Input exception reported");
        }
    }
}