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算术表达式的前缀式、中缀式、后缀式相互转换

2023-12-18 00:35| 来源: 网络整理| 查看: 265

中缀表达式(中缀记法)中缀表达式是一种通用的算术或逻辑公式表示方法,操作符以中缀形式处于操作数的中间。中缀表达式是人们常用的算术表示方法。 虽然人的大脑很容易理解与分析中缀表达式,但对计算机来说中缀表达式却是很复杂的,因此计算表达式的值时,通常需要先将中缀表达式转换为前缀或后缀表达式,然后再进行求值。对计算机来说,计算前缀或后缀表达式的值非常简单。前缀表达式(前缀记法、波兰式) 前缀表达式的运算符位于操作数之前。前缀表达式的计算机求值: 从右至左扫描表达式,遇到数字时,将数字压入堆栈,遇到运算符时,弹出栈顶的两个数,用运算符对它们做相应的计算(栈顶元素 op 次顶元素),并将结果入栈;重复上述过程直到表达式最左端,最后运算得出的值即为表达式的结果。 例如前缀表达式“- × + 3 4 5 6”: (1) 从右至左扫描,将6、5、4、3压入堆栈; (2) 遇到+运算符,因此弹出3和4(3为栈顶元素,4为次顶元素,注意与后缀表达式做比较),计算出3+4的值,得7,再将7入栈; (3) 接下来是×运算符,因此弹出7和5,计算出7×5=35,将35入栈; (4) 最后是-运算符,计算出35-6的值,即29,由此得出最终结果。 可以看出,用计算机计算前缀表达式的值是很容易的。 详细解释:http://blog.csdn.net/antineutrino/article/details/6763722/

给出一个中缀表达式如下: a+b*c-(d+e)  第一步:按照运算符的优先级对所有的运算单位加括号,          式子变成了:((a+(b*c))-(d+e))  第二步:转换前缀与后缀表达式           前缀:把运算符号移动到对应的括号前面                 则变成了:-( +(a *(bc)) +(de))                 把括号去掉:-+a*bc+de   前缀式子出现           后缀:把运算符号移动到对应的括号后面                 则变成了:((a(bc)* )+ (de)+ )-                 把括号去掉:abc*+de+-   后缀式子出现

将中缀表达式“1+((2+3)*4)-5”转换为前缀表达式。

(1)构建两个栈,一个存运算符一个存操作数。运算符(以括号分界点)在栈内遵循越往栈顶优先级不降低的原则排序。

(2)从右往左扫描中缀式表达式,从右边第一个字符开始判断。

  如果当前字符是数字,则分配到数字串的结尾并将数字串直接输出。

  如果是运算符,则比较优先级。如果当前运算符的优先级大于等于栈顶运算符的优先级(当栈顶是括号时,直接入栈),则将运算符直接入栈;否则将栈顶运  算符出栈并输出,直到当前运算符的优先级大于等于栈顶运算符的优先级(当栈顶元素是括号直接入栈),再将当前运算符入栈。如果是括号,则根据括号的  方向进行处理。如果是括号直接入栈;否则,遇右括号前将所有的运算符全部出栈并输出,遇右括号后将左右的两括号一起删除。

(3)重复上述操作(2)直至扫描结束,将栈内剩余运算符全部出栈并输出,再将缀输出字符串。中缀表达式就变成了前缀表达式了。

 

中缀表达式 前缀表达式 (栈顶)运算符栈(栈尾) 说明 5 5 空 5,是数字串直接输出 - 5 - -,栈内无运算符,直接入栈 ) 5 -) ),直接入栈 4 5 4 -) 4,是数字串直接输出 * 5 4 -)* *,栈顶是括号,直接入栈 ) 5 4 - ) * ) ),直接入栈 3 5 4 3 - ) * ) 3,是数字串直接输出 + 5 4 3 - ) * ) + +,栈顶是括号,直接入栈 2 5 4 3 2 - ) * )+ 2,是数字串直接输出 ( 5 4 3 2+ - ) * (, ( 5 4 3 2+* - (, + 5 4 3 2+* -+ +,优先级大于等于栈顶运算符,直接入栈 1 5 4 3 2+*1 -+ 1,是数字串直接输出 空 5 4 3 2+*1+- 空 扫描结束,将栈内剩余运算符全部出栈并输出 空 - + 1 * + 2 3 4 5 空 逆缀输出字符串 【2】中缀表达式转换为后缀表达式

 

过程和【1】差不多,只不过是从左往右扫描,方向换了一个,其他一样。

还是这个式子:1+((2+3)*4)-5

 

中缀表达式 后缀表达式 (栈顶)运算符栈(栈尾) 说明 1 1 空 1,是数字串直接输出 + 1 + +,栈内无运算符,直接入栈 ( 1 +( (,直接入栈 ( 1 +(( (,直接入栈 2 1 2 +(( 2 ,数字 + 1 2 +((+ +,直接入栈 3 1 2 3 +((+ 3,是数字串直接输出 ) 1 2 3 + +( 碰到 )找到(之前所有符号弹出出 * 1 2 3 + +(* * 4 1 2 3 + 4 +(* 4 ) 1 2 3 + 4 * + 碰到 )找到(之前所有符号弹出出 - 1 2 3 + 4 * + - - 5 1 2 3 + 4 *5 + - 5 空 1 2 3 + 4 *5 - + 空 扫描结束 空 1 2 3 + 4 *5 - + 空 逆缀输出字符串

 

后缀表达式逆向求解中缀表达式 1 2 3 + 4 *5 - + 基本思路和上面的一样:递归,碰到操作符就进入递归。 从左往右扫描先碰到+号,取+号前面两个操作数:2,3 得到:2+3. 继续往下扫碰到*号,取4 和2+3 得到:(2+3)*4 -号,取(2+3)*4和5得到::(2+3)*4-5 +号:取(2+3)*4-5和1得到::1+(2+3)*4-5

 



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