中缀表达式转前缀表达式,中缀表达式转后缀表达式,计算前缀表达式,计算后缀表达式——一篇搞定

了解栈

工欲善其事,必先利其器,想要学会表达式的转化,要先明白我们做转换时使用到的数据结构,栈

栈是一个先进后出的数据结构,一些语言中没有,但是大家可以借助 list 或者 deque(双端队列)来模拟一个栈,只要是标准的栈操作即可。

栈通常支持以下基本操作:

  1. Push(入栈):将一个元素添加到栈顶。
  2. Pop(出栈):移除栈顶的元素并返回它。
  3. Top(栈顶):返回栈顶的元素,但不移除它。
  4. IsEmpty(是否为空):检查栈是否为空。
  5. Size(大小):返回栈中元素的数量。

操作符的优先级

*和/的优先级相等,+和-的优先级相等,*和/的优先级大于+和-的优先级

)的优先级最高,高于成簇

(的优先级最低,低于加减

)>*,/>=,->(

中缀转前缀

步骤

创建一个栈

从右向左扫描中缀表达式

  • 遇到操作数,直接把操作数加入表达式中
  • 遇到运算符,依次弹出栈中运算优先级高于当前运算符的所有运算符,并加入表达式
  • 如果碰到栈空了就停止,最后把当前运算符放到操作符栈中
  • 遇到括号时,如果是")"直接入栈,遇到"("就依次把操作符栈中的运算符弹出加入表达式,直至把")"取出。注意:"("和")"不加入表达式
  • 扫描完全部表达式,将剩余运算符弹出,依次加入表达式
  • 最后将表达式反转,得到前缀表达式

举个例子

反转后得到前缀表达式:-+a*bc2

中缀转后缀

有时也称为逆波兰表示法

创建一个栈用于临时存储运算符

从左到右逐个字符读取中缀表达式

  • 当遇到数字或变量时,直接将其添加到后缀表达式中
  • 当遇到运算符(如 +、-、*、/)时,如果栈为空,或者栈顶元素是左括号 '(',则直接将运算符压入栈中。
  • 如果当前运算符的优先级高于栈顶运算符的优先级,则将当前运算符压入栈中。
  • 如果当前运算符的优先级低于栈顶运算符的优先级,从栈中弹出运算符并添加到后缀表达式中,直到栈为空或栈顶运算符的优先级低于当前运算符,然后将当前运算符压入栈中。
  • 当遇到左括号 '(' 时,直接将其压入栈中。
  • 当遇到右括号 ')' 时,持续从栈中弹出运算符并添加到输出列表中,直到遇到左括号 '('。此时应将左括号从栈中移除,但不添加到输出列表中。
  • 扫描完全部表达式,将剩余运算符弹出,依次加入后缀表达式

举个例子

(a+b)*c-2转为后缀表达式就是ab+c*2-

计算前缀表达式

步骤

创建一个空栈

从右到左扫描前缀表达式

  • 如果遇到操作数,直接将其压入栈中
  • 遇到运算符时弹出两个操作数,对弹出的操作数执行运算符指定的操作,先弹出的操作数放在操作符的左边,后弹出的操作数放在操作数的右边,进行计算,将计算的结果压入栈中;
  • 扫描完成,栈中只剩一个元素,即为表达式的结果

举一个例子

前缀表达式+ 3 / * 4 5 2的结果为:13

计算后缀表达式

前缀表达式和后缀表达式的求值步骤相似,区别就是先从栈中取出的元素放在操作数的哪一侧

步骤

创建一个空栈

从左到右扫描前缀表达式

  • 读取到数字就直接入栈
  • 遇到运算符时弹出两个操作数,对弹出的操作数执行运算符指定的操作,先弹出的操作数放在操作符的右边,后弹出的操作数放在操作数的左边,进行计算,将计算的结果压入栈中;
  • 直至读取完毕,栈中剩余的数据的就是结果
  • 最终栈中只有一个数据,若是有多个数据则说明输入的后缀表达式有误。

举个例子

**后缀****表达式:**2 6 2 - * 3 +的值为11

相关推荐
Discipline10295 小时前
尼泊尔河流流量:天气驱动的预测与高流量风险
人工智能·算法
XuCoder5 小时前
改一个数,右边全得重算,这题怎么扛住两万次查询
算法
小羊没烦恼!5 小时前
在Scrum中实施敏捷建模
java·开发语言·windows·算法·c#
weixin_307779135 小时前
基于睿擎工业开发平台的预训练视觉模型轻量化适配与低代码部署优化
开发语言·算法
hold?fish:palm6 小时前
45 二叉树的右视图
开发语言·c++·算法
粤鼎恒业7 小时前
惠州工厂电子料回收厂家推荐:从交接单反推筛选标准
大数据·数据库·算法·硬件架构·硬件工程·pcb工艺·材料工程
小爷毛毛(卓寿杰)7 小时前
【Agent 意图识别】输出协议、评估与置信度
人工智能·算法·大模型·prompt·大语言模型·agent
优质酸酸乳7 小时前
力扣100题之21合并两个有序链表
算法·leetcode·链表
旖旎夜光7 小时前
LeetCode 137 : 只出现一次的数字 II(位运算) —— 题解
c++·笔记·学习·算法·leetcode·力控
yexianglunbai7 小时前
Redis 详解:从核心数据结构到高可用架构实战
数据结构