数据结构前缀,后缀,中缀表达式
生活随笔
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数据结构前缀,后缀,中缀表达式
小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.
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3 4 + 5 × 6 -?后綴表達式
中綴表達式(中綴記法)
中綴表達式是一種通用的算術或邏輯公式表示方法,操作符以中綴形式處于操作數的中間。中綴表達式是人們常用的算術表示方法。
雖然人的大腦很容易理解與分析中綴表達式,但對計算機來說中綴表達式卻是很復雜的,因此計算表達式的值時,通常需要先將中綴表達式轉換為前綴或后綴表達式,然后再進行求值。對計算機來說,計算前綴或后綴表達式的值非常簡單。
前綴表達式(前綴記法、波蘭式)
前綴表達式的運算符位于操作數之前。
前綴表達式的計算機求值:
從右至左掃描表達式,遇到數字時,將數字壓入堆棧,遇到運算符時,彈出棧頂的兩個數,用運算符對它們做相應的計算(棧頂元素 op 次頂元素),并將結果入棧;重復上述過程直到表達式最左端,最后運算得出的值即為表達式的結果。
例如前綴表達式“- × + 3 4 5 6”:
(1) 從右至左掃描,將6、5、4、3壓入堆棧;
(2) 遇到+運算符,因此彈出3和4(3為棧頂元素,4為次頂元素,注意與后綴表達式做比較),計算出3+4的值,得7,再將7入棧;
(3) 接下來是×運算符,因此彈出7和5,計算出7×5=35,將35入棧;
(4) 最后是-運算符,計算出35-6的值,即29,由此得出最終結果。
可以看出,用計算機計算前綴表達式的值是很容易的。
將中綴表達式轉換為前綴表達式:
遵循以下步驟:
(1) 初始化兩個棧:運算符棧S1和儲存中間結果的棧S2;
(2) 從右至左掃描中綴表達式;
(3) 遇到操作數時,將其壓入S2;
(4) 遇到運算符時,比較其與S1棧頂運算符的優先級:
(4-1) 如果S1為空,或棧頂運算符為右括號“)”,則直接將此運算符入棧;
(4-2) 否則,若優先級比棧頂運算符的較高或相等,也將運算符壓入S1;
(4-3) 否則,將S1棧頂的運算符彈出并壓入到S2中,再次轉到(4-1)與S1中新的棧頂運算符相比較;
(5) 遇到括號時:
(5-1) 如果是右括號“)”,則直接壓入S1;
(5-2) 如果是左括號“(”,則依次彈出S1棧頂的運算符,并壓入S2,直到遇到右括號為止,此時將這一對括號丟棄;
(6) 重復步驟(2)至(5),直到表達式的最左邊;
(7) 將S1中剩余的運算符依次彈出并壓入S2;
(8) 依次彈出S2中的元素并輸出,結果即為中綴表達式對應的前綴表達式。
例如,將中綴表達式“1+((2+3)×4)-5”轉換為前綴表達式的過程如下:
因此結果為“- + 1 × + 2 3 4 5”。
后綴表達式(后綴記法、逆波蘭式)
后綴表達式與前綴表達式類似,只是運算符位于操作數之后。
后綴表達式的計算機求值:
與前綴表達式類似,只是順序是從左至右:
從左至右掃描表達式,遇到數字時,將數字壓入堆棧,遇到運算符時,彈出棧頂的兩個數,用運算符對它們做相應的計算(次頂元素 op?棧頂元素),并將結果入棧;重復上述過程直到表達式最右端,最后運算得出的值即為表達式的結果。
例如后綴表達式“3 4 + 5 × 6 -”:
(1) 從左至右掃描,將3和4壓入堆棧;
(2) 遇到+運算符,因此彈出4和3(4為棧頂元素,3為次頂元素,注意與前綴表達式做比較),計算出3+4的值,得7,再將7入棧;
(3) 將5入棧;
(4)?接下來是×運算符,因此彈出5和7,計算出7×5=35,將35入棧;
(5) 將6入棧;
(6) 最后是-運算符,計算出35-6的值,即29,由此得出最終結果。
將中綴表達式轉換為后綴表達式:
與轉換為前綴表達式相似,遵循以下步驟:
(1) 初始化兩個棧:運算符棧S1和儲存中間結果的棧S2;
(2) 從左至右掃描中綴表達式;
(3) 遇到操作數時,將其壓入S2;
(4) 遇到運算符時,比較其與S1棧頂運算符的優先級:
(4-1) 如果S1為空,或棧頂運算符為左括號“(”,則直接將此運算符入棧;
(4-2) 否則,若優先級比棧頂運算符的高,也將運算符壓入S1(注意轉換為前綴表達式時是優先級較高或相同,而這里則不包括相同的情況);
(4-3) 否則,將S1棧頂的運算符彈出并壓入到S2中,再次轉到(4-1)與S1中新的棧頂運算符相比較;
(5) 遇到括號時:
(5-1) 如果是左括號“(”,則直接壓入S1;
(5-2) 如果是右括號“)”,則依次彈出S1棧頂的運算符,并壓入S2,直到遇到左括號為止,此時將這一對括號丟棄;
(6) 重復步驟(2)至(5),直到表達式的最右邊;
(7) 將S1中剩余的運算符依次彈出并壓入S2;
(8) 依次彈出S2中的元素并輸出,結果的逆序即為中綴表達式對應的后綴表達式(轉換為前綴表達式時不用逆序)。
例如,將中綴表達式“1+((2+3)×4)-5”轉換為后綴表達式的過程如下:
因此結果為“1 2 3 + 4 × + 5 -”(注意需要逆序輸出)。
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(3 + 4) × 5 - 6 就是中綴表達式
- × + 3 4 5 6?前綴表達式3 4 + 5 × 6 -?后綴表達式
中綴表達式(中綴記法)
中綴表達式是一種通用的算術或邏輯公式表示方法,操作符以中綴形式處于操作數的中間。中綴表達式是人們常用的算術表示方法。
雖然人的大腦很容易理解與分析中綴表達式,但對計算機來說中綴表達式卻是很復雜的,因此計算表達式的值時,通常需要先將中綴表達式轉換為前綴或后綴表達式,然后再進行求值。對計算機來說,計算前綴或后綴表達式的值非常簡單。
前綴表達式(前綴記法、波蘭式)
前綴表達式的運算符位于操作數之前。
前綴表達式的計算機求值:
從右至左掃描表達式,遇到數字時,將數字壓入堆棧,遇到運算符時,彈出棧頂的兩個數,用運算符對它們做相應的計算(棧頂元素 op 次頂元素),并將結果入棧;重復上述過程直到表達式最左端,最后運算得出的值即為表達式的結果。
例如前綴表達式“- × + 3 4 5 6”:
(1) 從右至左掃描,將6、5、4、3壓入堆棧;
(2) 遇到+運算符,因此彈出3和4(3為棧頂元素,4為次頂元素,注意與后綴表達式做比較),計算出3+4的值,得7,再將7入棧;
(3) 接下來是×運算符,因此彈出7和5,計算出7×5=35,將35入棧;
(4) 最后是-運算符,計算出35-6的值,即29,由此得出最終結果。
可以看出,用計算機計算前綴表達式的值是很容易的。
將中綴表達式轉換為前綴表達式:
遵循以下步驟:
(1) 初始化兩個棧:運算符棧S1和儲存中間結果的棧S2;
(2) 從右至左掃描中綴表達式;
(3) 遇到操作數時,將其壓入S2;
(4) 遇到運算符時,比較其與S1棧頂運算符的優先級:
(4-1) 如果S1為空,或棧頂運算符為右括號“)”,則直接將此運算符入棧;
(4-2) 否則,若優先級比棧頂運算符的較高或相等,也將運算符壓入S1;
(4-3) 否則,將S1棧頂的運算符彈出并壓入到S2中,再次轉到(4-1)與S1中新的棧頂運算符相比較;
(5) 遇到括號時:
(5-1) 如果是右括號“)”,則直接壓入S1;
(5-2) 如果是左括號“(”,則依次彈出S1棧頂的運算符,并壓入S2,直到遇到右括號為止,此時將這一對括號丟棄;
(6) 重復步驟(2)至(5),直到表達式的最左邊;
(7) 將S1中剩余的運算符依次彈出并壓入S2;
(8) 依次彈出S2中的元素并輸出,結果即為中綴表達式對應的前綴表達式。
例如,將中綴表達式“1+((2+3)×4)-5”轉換為前綴表達式的過程如下:
| 掃描到的元素 | S2(棧底->棧頂) | S1 (棧底->棧頂) | 說明 |
| 5 | 5 | 空 | 數字,直接入棧 |
| - | 5 | - | S1為空,運算符直接入棧 |
| ) | 5 | - ) | 右括號直接入棧 |
| 4 | 5 4 | - ) | 數字直接入棧 |
| × | 5 4 | - ) × | S1棧頂是右括號,直接入棧 |
| ) | 5 4 | - ) × ) | 右括號直接入棧 |
| 3 | 5 4 3 | - ) × ) | 數字 |
| + | 5 4 3 | - ) × ) + | S1棧頂是右括號,直接入棧 |
| 2 | 5 4 3 2 | - ) × ) + | 數字 |
| ( | 5 4 3 2 + | - ) × | 左括號,彈出運算符直至遇到右括號 |
| ( | 5 4 3 2 + × | - | 同上 |
| + | 5 4 3 2 + × | - + | 優先級與-相同,入棧 |
| 1 | 5 4 3 2 + × 1 | - + | 數字 |
| 到達最左端 | 5 4 3 2 + × 1 + - | 空 | S1中剩余的運算符 |
后綴表達式(后綴記法、逆波蘭式)
后綴表達式與前綴表達式類似,只是運算符位于操作數之后。
后綴表達式的計算機求值:
與前綴表達式類似,只是順序是從左至右:
從左至右掃描表達式,遇到數字時,將數字壓入堆棧,遇到運算符時,彈出棧頂的兩個數,用運算符對它們做相應的計算(次頂元素 op?棧頂元素),并將結果入棧;重復上述過程直到表達式最右端,最后運算得出的值即為表達式的結果。
例如后綴表達式“3 4 + 5 × 6 -”:
(1) 從左至右掃描,將3和4壓入堆棧;
(2) 遇到+運算符,因此彈出4和3(4為棧頂元素,3為次頂元素,注意與前綴表達式做比較),計算出3+4的值,得7,再將7入棧;
(3) 將5入棧;
(4)?接下來是×運算符,因此彈出5和7,計算出7×5=35,將35入棧;
(5) 將6入棧;
(6) 最后是-運算符,計算出35-6的值,即29,由此得出最終結果。
將中綴表達式轉換為后綴表達式:
與轉換為前綴表達式相似,遵循以下步驟:
(1) 初始化兩個棧:運算符棧S1和儲存中間結果的棧S2;
(2) 從左至右掃描中綴表達式;
(3) 遇到操作數時,將其壓入S2;
(4) 遇到運算符時,比較其與S1棧頂運算符的優先級:
(4-1) 如果S1為空,或棧頂運算符為左括號“(”,則直接將此運算符入棧;
(4-2) 否則,若優先級比棧頂運算符的高,也將運算符壓入S1(注意轉換為前綴表達式時是優先級較高或相同,而這里則不包括相同的情況);
(4-3) 否則,將S1棧頂的運算符彈出并壓入到S2中,再次轉到(4-1)與S1中新的棧頂運算符相比較;
(5) 遇到括號時:
(5-1) 如果是左括號“(”,則直接壓入S1;
(5-2) 如果是右括號“)”,則依次彈出S1棧頂的運算符,并壓入S2,直到遇到左括號為止,此時將這一對括號丟棄;
(6) 重復步驟(2)至(5),直到表達式的最右邊;
(7) 將S1中剩余的運算符依次彈出并壓入S2;
(8) 依次彈出S2中的元素并輸出,結果的逆序即為中綴表達式對應的后綴表達式(轉換為前綴表達式時不用逆序)。
例如,將中綴表達式“1+((2+3)×4)-5”轉換為后綴表達式的過程如下:
| 掃描到的元素 | S2(棧底->棧頂) | S1 (棧底->棧頂) | 說明 |
| 1 | 1 | 空 | 數字,直接入棧 |
| + | 1 | + | S1為空,運算符直接入棧 |
| ( | 1 | + ( | 左括號,直接入棧 |
| ( | 1 | + ( ( | 同上 |
| 2 | 1 2 | + ( ( | 數字 |
| + | 1 2 | + ( ( + | S1棧頂為左括號,運算符直接入棧 |
| 3 | 1 2 3 | + ( ( + | 數字 |
| ) | 1 2 3 + | + ( | 右括號,彈出運算符直至遇到左括號 |
| × | 1 2 3 + | + ( × | S1棧頂為左括號,運算符直接入棧 |
| 4 | 1 2 3 + 4 | + ( × | 數字 |
| ) | 1 2 3 + 4 × | + | 右括號,彈出運算符直至遇到左括號 |
| - | 1 2 3 + 4 × + | - | -與+優先級相同,因此彈出+,再壓入- |
| 5 | 1 2 3 + 4 × + 5 | - | 數字 |
| 到達最右端 | 1 2 3 + 4 × + 5 - | 空 | S1中剩余的運算符 |
因此結果為“1 2 3 + 4 × + 5 -”(注意需要逆序輸出)。
編寫Java程序將一個中綴表達式轉換為前綴表達式和后綴表達式,并計算表達式的值。其中的toPolishNotation()方法將中綴表達式轉換為前綴表達式(波蘭式)、toReversePolishNotation()方法則用于將中綴表達式轉換為后綴表達式(逆波蘭式):
以下為ac的代碼:
[cpp]?view plain?copy ?
總結
以上是生活随笔為你收集整理的数据结构前缀,后缀,中缀表达式的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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