字首 中綴 字尾表示式 逆波蘭表示式

2021-09-13 01:30:02 字數 3315 閱讀 9580

字首表示式、中綴表示式、字尾表示式都是四則運算的表達方式,用以四則運算表示式求值,即數學表示式的求值。

中綴表示式就是常見的運算表示式,如(3+4)×5-6

字首表示式又稱波蘭式,字首表示式的運算子位於運算元之前

比如:- × + 3 4 5 6

從右至左掃瞄表示式,遇到數字時,將數字壓入堆疊,遇到運算子時,彈出棧頂的兩個數,用運算子對它們做相應的計算(棧頂元素 op 次頂元素),並將結果入棧;重複上述過程直到表示式最左端,最後運算得出的值即為表示式的結果

從右至左掃瞄,將6、5、4、3壓入堆疊

遇到+運算子,因此彈出3和4(3為棧頂元素,4為次頂元素,注意與字尾表示式做比較),計算出3+4的值,得7,再將7入棧

接下來是×運算子,因此彈出7和5,計算出7×5=35,將35入棧

最後是-運算子,計算出35-6的值,即29,由此得出最終結果

轉換步驟如下:

初始化兩個棧:運算子棧s1,儲存中間結果的棧s2

從右至左掃瞄中綴表示式

遇到運算元時,將其壓入s2

遇到運算子時,比較其與s1棧頂運算子的優先順序

如果s1為空,或棧頂運算子為右括號「)」,則直接將此運算子入棧

否則,若優先順序比棧頂運算子的較高或相等,也將運算子壓入s1

否則,將s1棧頂的運算子彈出並壓入到s2中,再次轉到(4-1)與s1中新的棧頂運算子相比較

遇到括號時

如果是右括號「)」,則直接壓入s1

如果是左括號「(」,則依次彈出s1棧頂的運算子,並壓入s2,直到遇到右括號為止,此時將這一對括號丟棄

重複步驟2至5,直到表示式的最左邊

將s1中剩餘的運算子依次彈出並壓入s2

依次彈出s2中的元素並輸出,結果即為中綴表示式對應的字首表示式 

例如:1+((2+3)×4)-5具體過程,如下表

掃瞄到的元素

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,運算子直接入棧)5

-)右括號直接入棧

45 4

-)數字直接入棧

x5 4

-)xs1棧頂是右括號,直接入棧

)5 4

-)x)

右括號直接入棧

35 4 3

-)x)數字+

5 4 3

-)x)+

s1棧頂是右括號,直接入棧

25 4 3 2

-)x)+數字(

5 4 3 2 +

-)x左括號,彈出運算子直至遇到右括號

(5 4 3 2 + x-同上

+5 4 3 2 + x

-+優先順序與-相同,入棧

15 4 3 2 + x 1

-+數字

到達最左端

5 4 3 2 + x 1 + -

空s1剩餘運算子

結果是:- + 1 × + 2 3 4 5

字尾表示式又稱逆波蘭表示式,與字首表示式相似,只是運算子位於運算元之後

比如:3 4 + 5 × 6 -

與字首表示式類似,只是順序是從左至右:

從左至右掃瞄表示式,遇到數字時,將數字壓入堆疊,遇到運算子時,彈出棧頂的兩個數,用運算子對它們做相應的計算(次頂元素 op 棧頂元素),並將結果入棧;重複上述過程直到表示式最右端,最後運算得出的值即為表示式的結果

例如字尾表示式「3 4 + 5 × 6 -」

從左至右掃瞄,將3和4壓入堆疊;

遇到+運算子,因此彈出4和3(4為棧頂元素,3為次頂元素,注意與字首表示式做比較),計算出3+4的值,得7,再將7入棧;

將5入棧;

接下來是×運算子,因此彈出5和7,計算出7×5=35,將35入棧;

將6入棧;

最後是-運算子,計算出35-6的值,即29,由此得出最終結果。

將中綴表示式轉換為字尾表示式

初始化兩個棧:運算子棧s1和儲存中間結果的棧s2;

從左至右掃瞄中綴表示式;

遇到運算元時,將其壓s2;

遇到運算子時,比較其與s1棧頂運算子的優先順序:

如果s1為空,或棧頂運算子為左括號「(」,則直接將此運算子入棧;

否則,若優先順序比棧頂運算子的高,也將運算子壓入s1(注意轉換為字首表示式時是優先順序較高或相同,而這裡則不包括相同的情況);

否則,將s1棧頂的運算子彈出並壓入到s2中,再次轉到(4-1)與s1中新的棧頂運算子相比較;

遇到括號時:

如果是左括號「(」,則直接壓入s1;

如果是右括號「)」,則依次彈出s1棧頂的運算子,並壓入s2,直到遇到左括號為止,此時將這一對括號丟棄;

重複步驟2至5,直到表示式的最右邊;

將s1中剩餘的運算子依次彈出並壓入s2;

依次彈出s2中的元素並輸出,結果的逆序即為中綴表示式對應的字尾表示式**換為字首表示式時不用逆序)

例如,將中綴表示式「1+((2+3)×4)-5」轉換為字尾表示式的過程如下

掃瞄到的元素

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,運算子直接入棧(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,運算子直接入棧

31 2 3

+ ( ( +數字)

1 2 3 +

+ (右括號,彈出運算子直至遇到左括號

×1 2 3 +

+ ( ×

s1棧頂為左括號,運算子直接入棧

41 2 3 + 4

+ ( ×數字)

1 2 3 + 4 ×

+右括號,彈出運算子直至遇到左括號

-1 2 3 + 4 × +

--與+優先順序相同,因此彈出+,再壓入-

51 2 3 + 4 × + 5-數字

到達最右端

1 2 3 + 4 × + 5 -

空s1中剩餘的運算子

因此結果為「1 2 3 + 4 × + 5 -」

字首 中綴 字尾表示式 逆波蘭表示式

遇到 運算子,因此彈出3和4 3為棧頂元素,4為次頂元素,注意與字尾表示式做比較 計算出3 4的值,得7,再將7入棧 接下來是 運算子,因此彈出7和5,計算出7 5 35,將35入棧 最後是 運算子,計算出35 6的值,即29,由此得出最終結果 從右至左掃瞄中綴表示式 遇到運算元時,將其壓入s2 遇...

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