#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define MAX 100

// 宣告全域變數
char input[MAX];    // 儲存輸入的算式
char stack[MAX];    // 用來暫存運算子的堆疊
int top = -1;       // 堆疊的頂端位置

// === 堆疊的基本操作 ===
void push(char c) {
    top++;
    stack[top] = c;
}

char pop() {
    char c = stack[top];
    top--;
    return c;
}

// === 檢查運算子優先順序 ===
int get_priority(char op) {
    switch(op) {
        case '+': 
        case '-': 
            return 1;
        case '*': 
        case '/': 
            return 2;
        case '^': 
            return 3;
        case 'n':   // 負號的優先順序最高
            return 4;
        default: 
            return 0;
    }
}

// === 檢查字元是否為運算子 ===
int is_operator(char c) {
    return (c == '+' || c == '-' || c == '*' || c == '/' || c == '^');
}

// === 檢查是否為負號 ===
int is_negative_sign(char *expr, int pos) {
    // 如果是第一個字元，就是負號
    if (pos == 0) return 1;
    
    // 檢查前一個非空白字元
    int prev = pos - 1;
    while (prev >= 0 && expr[prev] == ' ') prev--;
    
    if (prev < 0) return 1;  // 如果前面都是空白，也是負號
    
    // 如果前一個字元是運算子或左括號，就是負號
    return (is_operator(expr[prev]) || expr[prev] == '(');
}

// === 主要轉換函式 ===
void convert_to_postfix() {
    int i = 0;
    
    printf("後序表示法：");
    
    while(input[i] != '\0') {
        char now = input[i];
        
        // 處理數字（包含負數）
        if (now >= '0' && now <= '9') {
            printf("%c", now);
            while(input[i+1] >= '0' && input[i+1] <= '9') {
                i++;
                printf("%c", input[i]);
            }
            printf(" ");
        }
        // 處理負號
        else if (now == '-' && is_negative_sign(input, i)) {
            push('n');  // 使用特殊字元'n'表示負號
            i++;
            // 直接輸出數字部分
            while(input[i] >= '0' && input[i] <= '9') {
                printf("%c", input[i]);
                i++;
            }
            printf(" ");
            // 輸出負號
            printf("-");
            i--;  // 回退一個位置，因為while循環還會加一
        }
        // 處理左括號
        else if(now == '(') {
            push(now);
        }
        // 處理右括號
        else if(now == ')') {
            while(top >= 0 && stack[top] != '(') {
                char op = pop();
                printf("%c ", op == 'n' ? ' ' : op);
            }
            if(top >= 0) {
                pop();  // 移除左括號
            }
        }
        // 處理運算子
        else if(is_operator(now)) {
            while(top >= 0 && get_priority(stack[top]) >= get_priority(now)) {
                char op = pop();
                printf("%c ", op == 'n' ? ' ' : op);
            }
            push(now);
        }
         
        i++;
    }
    
    // 輸出堆疊中剩下的所有運算子
    while(top >= 0) {
        char op = pop();
        printf("%c ", op == 'n' ? ' ' : op);
    }
}

int main() {
    printf("=== 中序轉後序計算機 ===\n");
    printf("這個程式可以把一般的算式轉換成後序表示法\n");
    printf("可以使用的符號：+, -, *, /, ^, (, )\n");
    printf("請輸入算式：");
    
    gets(input);
    convert_to_postfix();
    
    printf("\n");
    return 0;
}