四则运算表达式求值(利用前缀后缀表达式)
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中缀表达式
中缀表达式就是常见的运算表达式,如(3+4)*5-6
前缀表达式
前缀表达式又称波兰式,前缀表达式的运算符位于操作数之前
比如:- * + 3 4 5 6
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
例子(- * + 3 4 5 6)
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从右至左扫描,将6、5、4、3压入堆栈
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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
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接下来是*运算符,因此弹出7和5,计算出7×5=35,将35入栈
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最后是-运算符,计算出35-6的值,即29,由此得出最终结果
将中缀表达式转换为前缀表达式
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初始化两个栈:运算符栈s1,储存中间结果的栈s2
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从右至左扫描中缀表达式
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遇到操作数时,将其压入s2
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遇到运算符时,比较其与s1栈顶运算符的优先级
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如果s1为空,或栈顶运算符为右括号“)”,则直接将此运算符入栈
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否则,若优先级比栈顶运算符的较高或相等,也将运算符压入s1
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否则,将s1栈顶的运算符弹出并压入到s2中,再次转到(4-1)与s1中新的栈顶运算符相比较
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遇到括号时
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如果是右括号“)”,则直接压入s1
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如果是左括号“(”,则依次弹出S1栈顶的运算符,并压入S2,直到遇到右括号为止,此时将这一对括号丢弃
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重复步骤2至5,直到表达式的最左边
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将s1中剩余的运算符依次弹出并压入s2
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依次弹出s2中的元素并输出,结果即为中缀表达式对应的前缀表达式
具体过程
例如:1+((2+3)*4)-5具体过程,如下表
| 扫描到的元素 | S2 | S1 | 说明 |
| :---- | :---- | :---- | :---- |
| 5 | 5 | 空 |数字,直接入栈 |
| - | 5 | - |s1为空,运算符直接入栈 |
| ) | 5 | -) |右括号直接入栈 |
| 4 | 54 | -) |数字,直接入栈 |
| * | 54 | -)* |s1栈顶是右括号,直接入栈 |
| ) | 54 | -)*) |右括号直接入栈 |
|)|5 4|-)x)|右括号直接入栈|
|3|5 4 3|-)x