利用栈实现中缀表达式转后缀表达式

本文深入探讨了一种将数学表达式转换为后缀表达式的算法实现过程,包括优先级比较、括号处理及运算符入栈出栈逻辑。

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package com.test2;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Stack;

/**
 * 
 * @author lmiky
 * 
 */
public class ExpressionTest {

	/**
	 * 优先级比较
	 * @param operator1 比较值
	 * @param operator2 被比较值
	 * @return 小于等于返回false,大于返回true
	 */
	public boolean comparePrior(String operator1, String operator2) {
		if("(".equals(operator2)) {
			return true;
		}
		if ("*".equals(operator1) || "/".equals(operator1)) {
			if ("+".equals(operator2) || "-".equals(operator2)) {
				return true;
			}
		}
		return false;
	}

	/**
	 * 转为后缀表达式:
	 * 1、如果是"("直接压入stack栈。
 	 * 2、如果是")",依次从stack栈弹出运算符加到数组newExpressionStrs的末尾,知道遇到"(";
 	 * 3、如果是非括号,比较扫描到的运算符,和stack栈顶的运算符。如果扫描到的运算符优先级高于栈顶运算符则,把运算符压入栈。否则的话,就依次把栈中运算符弹出加到数组newExpressionStrs的末尾,直到遇到优先级低于扫描到的运算符或栈空,并且把扫描到的运算符压入栈中。就这样依次扫描,知道结束为止。如果扫描结束,栈中还有元素,则依次弹出加到数组newExpressionStrs的末尾,就得到了后缀表达式。
	 * @param expressionStrs
	 * @return
	 */
	public String[] toSuffixExpression(String[] expressionStrs) {
		//新组成的表达式
		List<String> newExpressionStrs = new ArrayList<String>();
		Stack<String> stack = new Stack<String>();
		for (int i = 0; i < expressionStrs.length; i++) {
			if ("(".equals(expressionStrs[i])) { // 如果是左括号,则入栈
				stack.push(expressionStrs[i]);
			} else if ("+".equals(expressionStrs[i]) || "-".equals(expressionStrs[i]) || "*".equals(expressionStrs[i]) || "/".equals(expressionStrs[i])) {
				if (!stack.empty()) { // 取出先入栈的运算符
					String s = stack.pop();
					if(comparePrior(expressionStrs[i], s)) { //如果栈值优先级小于要入栈的值,则继续压入栈
						stack.push(s);
					} else {  //否则取出值
						newExpressionStrs.add(s);
					}
				}
				stack.push(expressionStrs[i]);
			} else if (")".equals(expressionStrs[i])) { //如果是")",则出栈,一直到遇到"("
				while (!stack.empty()) {
					String s = stack.pop();
					if (!"(".equals(s)) {
						newExpressionStrs.add(s);
					} else {
						break;
					}
				}
			} else {
				newExpressionStrs.add(expressionStrs[i]);
			}
		}
		while (!stack.empty()) {
			String s = stack.pop();
			newExpressionStrs.add(s);
		}
		return newExpressionStrs.toArray(new String[0]);
	}

	public static void main(String[] args) {
		//前台传过来的字符格式,所以测试也写成这个格式
		String expressionStr = "5;+;(;4;-;5;+;1;);-;4;+;(;6;-;5;+;3;);+;2;";
		// 分割成表达式数组
		String[] expressionStrs = expressionStr.split(";");
		String[] newExpressionStrs = new ExpressionTest().toSuffixExpression(expressionStrs);
		for (int i = 0; i < newExpressionStrs.length; i++) {
			System.out.print(newExpressionStrs[i]+" ");
		}
		System.out.println("");
		System.out.println("---------------------------------");
		
		expressionStr = "5;+;(;4;-;5;*;1;);-;4;/;(;6;*;5;+;3;);/;2;";
		expressionStrs = expressionStr.split(";");
		newExpressionStrs = new ExpressionTest().toSuffixExpression(expressionStrs);
		for (int i = 0; i < newExpressionStrs.length; i++) {
			System.out.print(newExpressionStrs[i]+" ");
		}
	}
}

有待修改
以下是使用 C++ 实现中缀表达式后缀表达式的示例代码: ```c++ #include <iostream> #include <stack> #include <string> using namespace std; int getPriority(char c) { switch (c) { case '+': case '-': return 1; case '*': case '/': return 2; case '^': return 3; default: return 0; } } string infixToPostfix(string infix) { stack<char> opStack; string postfix; for (char c : infix) { if (isdigit(c)) { postfix += c; } else if (c == '(') { opStack.push(c); } else if (c == ')') { while (!opStack.empty() && opStack.top() != '(') { postfix += opStack.top(); opStack.pop(); } if (!opStack.empty()) { opStack.pop(); } } else { while (!opStack.empty() && getPriority(opStack.top()) >= getPriority(c)) { postfix += opStack.top(); opStack.pop(); } opStack.push(c); } } while (!opStack.empty()) { postfix += opStack.top(); opStack.pop(); } return postfix; } int main() { string infix = "3*(4+5)-6/2"; string postfix = infixToPostfix(infix); cout << postfix << endl; return 0; } ``` 在上述代码中,`infixToPostfix` 函数接受一个中缀表达式字符串作为参数,然后利用一个字符和一个字符串变量来转换后缀表达式,并将最终的后缀表达式返回。该函数的实现遵循以下规则: 1. 遇到数字,直接加入后缀表达式字符串中。 2. 遇到左括号,将其压入中。 3. 遇到右括号,将顶的操作符弹出并加入后缀表达式字符串中,直到遇到左括号为止。左括号不会被加入后缀表达式中。 4. 遇到操作符,将其压入中。但在压入操作符之前,需要先将中已有的较高或相等优先级的操作符弹出并加入后缀表达式字符串中,直到遇到优先级比它低的操作符为止。 5. 如果已经处理完了中缀表达式的所有字符,但中还有操作符,那么将它们弹出并加入后缀表达式字符串中。 在上述示例代码中,我们将中缀表达式字符串设为 "3*(4+5)-6/2",该程序将输出对应的后缀表达式字符串 "345+*62/-"。
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