字首(波蘭) 中綴 字尾(逆波蘭)表示式

2021-10-21 14:51:38 字數 3376 閱讀 1047

字首、中綴、字尾表示式是對表示式的不同記法,其區別在於運算子相對於運算元的位置不同,字首表示式的運算子位於運算元之前,中綴和字尾同理。

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。舉例說明(3+4)*5-6對應的字首表示式就是-*+3456。

字首表示式的計算機求值:從右往左掃瞄表示式,遇到數字時,將數字壓入堆疊,遇到運算子時,彈出棧頂兩個數,同運算子對它們做相應的計算(棧頂元素和次頂元素),並將結果入棧;重複上述過程直到表示式最左端,最後運算得出的結果即為表示式的結果。

例如:(3+4)*5-6對應的字首表示式就是-*+3456,針對字首表示式求值步驟如下:(拿到字首表示式後再計算的步驟)

1)從右往左掃瞄,將6、5、4、3壓入堆疊;

2)遇到+運算子,因此彈出3和4,計算出3+4=7的值,再將7壓入棧;

3)接下來是*運算子,因此彈出7和5,計算出7*5=35的值,將35入棧;

4)最後是-運算子,因此彈出35和6,計算出35-6=29的值,將29入棧,得出最終結果。

中綴表示式就是常見的運算你表示式,如(3+4)*5-6

中綴表示式的求值是我們最熟悉的,但是對計算機來說卻不好操作(前面案例即是,需要先定運算子優先順序,且本質改變了運算順序),因此,在計算結果時,往往會將中綴表示式轉成其他表示式來操作(一般轉成字尾表示式)。

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。舉例說明(3+4)*5-6對應的字尾表示式就是34+5*6-

正常的表示式

逆波蘭表示式

a+bab+

a+(b-c)

abc-+

a+(b-c)*d

abc-d*+

a+d*(b-c)

adbc-*+

a=1+3

a13+=

字尾表示式的計算機求值

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,用運算子對他們做相應的計算(次頂元素和棧頂元素),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結果。

例如(3+4)*5-6對應的字尾表示式就是34+5*6-,針對字尾表示式求值步驟如下:

1)從左至右掃瞄,將3和4壓入堆疊;

2)遇到+運算子,因此彈出4和3,計算3+4=7,將7壓入棧;

3)將5壓入棧,遇到*,彈出5和7,計算7*5=35,將35壓入棧;

4)將6壓入棧,遇到-,彈出6和35,計算35-6=29,壓入棧,最後乙個,為結果。

舉例:完成乙個逆波蘭計算器,要求完成入邪任務:

輸入乙個逆波蘭表示式(字尾表示式),使用棧stack,計算其結果,要求支援小括號和多位數整數

public class polandnotation else

}system.out.println("結果是:" + stack.pop());

}public static int calculate(int num1,int num2,string oper)

return result;

}}

步驟:

1)初始化兩個棧,運算子棧s1和儲存中間結果的棧s2;

2)從右至左掃瞄中綴表示式;

3)遇到運算元時,將其壓s2棧;

4)遇到運算子時,比較其與s1棧頂運算子的優先順序:

(1)如果s1為空,或棧頂運算子為左括號「(」,則直接將此運算子入s1棧;

(2)否則,若優先順序比棧頂運算子的高,也將運算子壓入s1;

(3)否則,將s1棧頂的運算子彈出並壓入到s2棧,再次轉到(4-1)與s1中心的棧頂運算子相比較。

5)遇到括號時:

(1)如果是左括號「(」,則直接壓入s1;

(2)如果是右括號「)」,則一次彈出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;

6)重複步驟2至5,直到表示式的最右邊;

7)將s1中剩餘的運算子一次彈出並壓入s2;

8)一次彈出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。

舉例說明:將中綴表示式「1+((2+3)*4)-5」轉換為字尾表示式的過程如下,因此結果為123+4*+5-

掃瞄到的元素

中間結果s2(棧底-->棧頂)

運算子s1(棧底-->棧頂)說明1

1空數字,直接入s2棧+1

+運算子,s1空,直接入s1棧(1

+(左括號,直接入s1棧(1

+((左括號,直接入s1棧212

+((數字,直接入s2棧+12

+((+

運算子,與s1棧頂比,棧頂是左括號,直接入s1棧

3123

+((+

數字,直接入s1棧

)123+

+(右括號,彈出s1中元素到s2棧,直到左括號 停止,刪除一對括號

*123+

+(*運算子,與s1棧頂比,棧頂是左括號,直接入s1棧

4123+4

+(*數字,直接入s1棧

)123+4*

+右括號,彈出s1中元素到s2棧,直到左括號 停止,刪除一對括號

-123+4*+

-運算子,與s1棧頂比,優先順序相等,彈出s2棧頂元素入s1棧,繼續與s1棧頂判斷,s1空,直接入棧

5123+4*+5

-數字,直接入s1棧

到達最右端

123+4*+5-

空s1中剩餘的運算子入s2棧

**實現:

// 完成將乙個中綴表示式1+((2+3)*4)-5轉換成字尾表示式

string mid = "1 + ( ( 2 + 3 ) * 4 ) - 5";

string strs = mid.split(" ");

// 定義乙個棧,儲存運算子和括號的s1

// 定義乙個列表,儲存中間結果的s2

arraylists2 = new arraylist<>();

stacks1 = new stack<>();

// 從左至右遍歷中綴表示式

for(string str : strs)else if(str.equals("("))else if(str.equals(")"))

s1.pop();// 刪去左括號

}elseelse

s1.push(str); // 當前元素需要壓入s1棧頂}}

}// 遍歷完後,將s1剩餘全部壓入s2

while(!s1.empty())

system.out.print("中綴表示式" + mid + "對應的字尾表示式為:");

// 遍歷輸出

for(string str : s2)

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