中缀表达式转换为前缀和后缀形式

中缀表达式转换为前缀和后缀形式

A+B*C, 如果写成全括号形式:

(A+(B*C)), 显式地表达了计算次序, 每一对括号都包含了一组完整的操作符和操作数

  1. 看子表达式(B*C)的右括号,如果把操作符*移到右括号的位置,替代它,再删去左括号,得到BC*

    进一步再把更多的操作符移动到相应的右括号处替代它,再删去左括号,那么整个表达式就转换为后缀表达式了

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  1. 同样地,如果我们把操作符移动到左括号的位置替代它,然后删掉所有的右括号,也就得到了前缀表达式.

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所以,中缀表达式转换为前缀和后缀形式只需两步:

  1. 将中缀表达式转换为全括号形式
  2. 将所有的操作符移动到子表达式所在的左括号(前缀)或者右括号(后缀)处,替代之,再删除所有的括号

通用的中缀转后缀算法:

  1. 在从左到右逐个字符扫描中缀表达式的过程中,采用一个栈来暂存为处理的操作符
  2. 栈顶的操作符就是最近暂存进去的,当遇到一个新的操作符,就需要跟栈顶的操作符比较下优先级,再行处理

,再行处理

设计一个中缀表达式转为后缀(也称为逆波兰表示法,RPN)和前缀(也称为波兰表示法,Prefix)的程序,通常需要使用到栈的数据结构。以下是基本步骤: 1. **前缀表达式(Polish Notation)**: - 初始化一个空栈和一个结果字符串。 - 遍历输入的中缀表达式的每个字符: - 如果遇到数字,直接添加到结果字符串中。 - 如果遇到操作符,弹出栈顶的操作符,直到遇到优先级低于当前操作符的元素或栈为空,然后将当前操作符添加到结果字符串的前面。 - 最后,如果栈非空,把剩余的栈顶元素依次压回结果字符串。 - 结果字符串即为前缀表达式。 2. **后缀表达式(Reverse Polish Notation, RPN)**: - 使用两个栈,一个用于存储运算符,另一个用于临时存放操作数。 - 当遍历到数字时,直接将其压入第二个栈。 - 当遇到操作符时,比较其优先级与第二个栈顶的运算符: - 若优先级高于栈顶,或栈为空,将该操作符压入第一个栈。 - 否则,从第二个栈取出所有比它优先级低的操作符,放入结果字符串,然后处理栈顶的操作符。 - 遍历结束后,将第二栈剩下的数字依次放入结果字符串。 - 结果字符串即为后缀表达式。 下面是一个简单的Python伪代码示例: ```python def infix_to_prefix(expression): prefix = '' operators = [] for char in expression: if is_number(char): prefix += char else: while (operators and precedence(char) <= precedence(operators[-1])): prefix += operators.pop() operators.append(char) while operators: prefix += operators.pop() return prefix def infix_to_rpn(expression): stack = [] rpn = '' for char in expression: if is_number(char): rpn += char else: while stack and precedence(char) >= precedence(stack[-1]): rpn += stack.pop() stack.append(char) rpn += ''.join(stack) return rpn # 递归函数用于判断优先级 def precedence(op): # ... 实现相应优先级计算 ... # 测试部分 infix_expr = "A + B * C" prefix_expr = infix_to_prefix(infix_expr) rpn_expr = infix_to_rpn(infix_expr) print(f"Infix: {infix_expr}\nPrefix: {prefix_expr}\nRPN: {rpn_expr}") ``` 记得在实际编写程序时,你需要实现`is_number()`、`precedence()`等辅助函数,以及处理优先级规则。
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