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python中缀表达式转后缀表达式_中缀表达式转换成后缀表达式

时间:2022-06-21 08:30:55

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python中缀表达式转后缀表达式_中缀表达式转换成后缀表达式

中缀表达式就是我们正常工作中写的表达式,如 a+(b-c)*d ,编译系统将中缀表达式改写 abc-d*+ ,这种运算符在操作数后面称为后缀表达式(也称逆波兰表达式)。

如何实现转换的呢?这里做一下自己的理解及记录。

利用栈来实现

转换过程需要用到栈,这里用两个栈,stack 栈用来存放运算符,post 栈用来存放最后的后缀表达式。具体规则如下:

从左到右扫描中缀表达式,若是操作数,直接存入 post 栈;

若是运算符:

(1)该运算符是左括号 ( , 则直接存入 stack 栈。

(2)该运算符是右括号 ),则将 stack 栈中 ( 前的所有运算符出栈,存入 post 栈。

(3)若该运算符为非括号,则将该运算符和 stack 栈顶运算符作比较:若高于栈顶运算符,则直接存入 stack 栈,否则将栈顶运算符出栈(从栈中弹出元素直到遇到发现更低优先级的元素(或者栈为空)为止),存入 post 栈。

(4)当扫描完后,stack 栈中还有运算符时,则将所有运算符出栈,存入 post 栈。

例子:中缀表达式 a + b * c + (d * e + f) * g,其转换成后缀表达式则为a b c * + d e * f + g * +。

扫描

stack 栈

post 栈

a

a

a+

+

a

a+b

+

ab

a+b*

+*

ab

a+b*c

+*

abc

a+b*c+

+

abc*+

a+b*c+(

+(

abc*+

a+b*c+(d

+(

abc*+d

a+b*c+(d*

+(*

abc*+d

a+b*c+(d*e

+(*

abc*+de

a+b*c+(d*e+

+(+

abc*+de*

a+b*c+(d*e+f

+(+

abc*+de*f

a+b*c+(d*e+f)

+

abc*+de*f+

a+b*c+(d*e+f)*

+*

abc*+de*f+

a+b*c+(d*e+f)*g

+*

abc*+de*f+g

a+b*c+(d*e+f)*g#

abc*+de*f+g*+

注意:表格中第6步,读到+,因为栈顶元素*的优先级高,所以*出栈,栈中下一个元素+优先级与读到的操作符+一样,所以也要弹出。然后再将读到的+压入栈中。

第13步,读到),则直接将栈中元素弹出直到遇到(为止。这里左括号前只有一个操作符+被弹出。

代码实现

import java.util.Stack;

public class InToPost {

private Stack opStack;

private Stack outStack;

private String input;

public InToPost(String in) {

input = in;

opStack = new Stack();

outStack = new Stack();

}

public Stack doTrans() { //其他类型自行转换

for (int i = 0; i < input.length(); i++) {

char ch = input.charAt(i);

switch (ch) {

case '+':

case '-':

operationOpStack(ch, 1);

break;

case '*':

case '/':

operationOpStack(ch, 2);

break;

case '(':

opStack.push(ch);

break;

case ')':

operationParen();

break;

default:

outStack.push(ch);

break;

}

}

while (!opStack.isEmpty()) {

outStack.push(opStack.pop());

}

return outStack;

}

public void operationOpStack(char opThis, int prec1) {//运算符栈操作

while (!opStack.isEmpty()) {

char opTop = opStack.pop();

if (opTop == '(') {

opStack.push(opTop);

}

else {

int prec2;

if (opTop == '+' || opTop == '-')

prec2 = 1;

else

prec2 = 2;

if (prec2 < prec1) {

opStack.push(opTop);

break;

}

else

outStack.push(opTop);

}

}

opStack.push(opThis);

}

public void operationParen() {

while (!opStack.isEmpty()) {

char c = opStack.pop();

if (c == '(')

break;

else

outStack.push(c);

}

}

public static void main(String[] args) {

String input = "1+2*4/5-7+3/6";

InToPost theTrans = new InToPost(input);

Stack output = theTrans.doTrans();

System.out.println("Postfix is " + output + '\n');

}

}

利用语法树

先将中缀表达式用二叉树表示出来,再后序遍历该二叉树,就得到其相应的后缀表达式。

加括号法

加括号法先将中缀表达式每步要计算的表达式加上括号,然后将每个运算符移到其所在括号的外面,最后,从左到右去掉括号后就是后缀表达式。

例子: a+(b-c)*d

加括号 (a+((b-c)d))

移运算符 (a((bc)-d))+

去括号 abc-d*+

后缀表达式求值

求值过程可用栈来辅助存储。假定待求值的后缀表达式为:6 5 2 3 + 8 * + 3 + *,则其求值过程如下:

遍历表达式,遇到数字首先放入栈,此时栈如下 6 5 2 3

接着读到+,则弹出3和2,执行3+2,将结果5压栈 6 5 5

读到8,压栈 6 5 5 8

读到 *, 弹出8和5,执行8*5,将结果40压栈 6 5 40

读到 +,弹出40和5,执行40+5,将结果45压栈 6 45

读到 3,压栈 6 45 3

读到 +,弹出3和45,执行3+45,将结果48压栈 6 48

读到 *,弹出48和6,执行48*6,将结果288压栈 288

最后结果288

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