数据结构-前、中、后缀表达式

本文最后更新于:December 3, 2021 pm

算式表达式在计算机中的前、中、后缀表示方式及其计算方式。

目录

1.前缀表达式

运算符位于操作数之前。
例如:-×+3456

2.中缀表达式

运算符处于操作数的中间。中缀表达式是人们常用的算术表示方法。计算机计算中缀表达式是复杂的,所以一般需要将中缀表达式转换成前缀或者后缀表达式。
例如:(3+4)×5-6

3.后缀表达式

运算符位于操作数之后。
例如:34+5×6-

4.计算机计算前缀表达式的方法

从右至左 扫描表达式,遇到数字时,将数字压入堆栈,遇到运算符时,弹出栈顶的两个数,用运算符对它们做相应的计算,并将结果入栈;重复上述过程直到表达式最左端,最后运算得出的值即为表达式的结果。
例如:前缀表达式“ - × + 3 4 5 6 ”:

1.从右至左扫描,将6、5、4、3压入堆栈;
2.遇到+运算符,因此弹出3和4(3为栈顶元素,4为次顶元素,注意与后缀表达式做比较),计算出3+4的值,得到结果7,再将7入栈;
3.接下来是×运算符,因此弹出7和5,计算出7×5=35,将35入栈;
4.最后是-运算符,计算出35-6的值,即29,由此得出最终结果。

5.计算机计算后缀表达式的方法

与前缀表达式类似,只是顺序是从左至右。
从左至右扫描表达式,遇到数字时,将数字压入堆栈,遇到运算符时,弹出栈顶的两个数,用运算符对它们做相应的计算,并将结果入栈;重复上述过程直到表达式最右端,最后运算得出的值即为表达式的结果。
例如:后缀表达式“ 3 4 + 5 × 6 - ”:

1.从左至右扫描,将3和4压入堆栈;
2.遇到+运算符,因此弹出4和3(4为栈顶元素,3为次顶元素,注意与前缀表达式做比较),计算出3+4的值,得到结果7,再将7入栈;
3.将5入栈;
4.接下来是×运算符,因此弹出5和7,计算出7×5=35,将35入栈;
5.将6入栈;
6.最后是-运算符,计算出35-6的值,即29,由此得出最终结果。

6. 中缀表达式 转换为 前缀表达式

1.初始化两个栈:运算符栈S1和储存中间结果的栈S2;
2.从右至左扫描中缀表达式;
3.遇到操作数时,将其压入S2;

4.遇到运算符时,比较其与S1栈顶运算符的优先级:

  • 如果S1为空,或栈顶运算符为右括号“)”,则直接将此运算符入栈;
  • 否则,若优先级比栈顶运算符的较高或相等,也将运算符压入S1;
  • 否则,将S1栈顶的运算符弹出并压入到S2中,再次转到4-1与S1中新的栈顶运算符相比较;

5.遇到括号时:

  • 如果是右括号“)”,则直接压入S1;
  • 如果是左括号“(”,则依次弹出S1栈顶的运算符,并压入S2,直到遇到右括号为止,此时将这一对括号丢弃;

6.重复步骤(2)至(5),直到表达式的最左边;
7.将S1中剩余的运算符依次弹出并压入S2;
8.依次弹出S2中的元素并输出,结果即为中缀表达式对应的前缀表达式。

7.中缀表达式 转换为 后缀表达式

1.初始化两个栈:运算符栈S1和储存中间结果的栈S2;
2.从左至右扫描中缀表达式;
3.遇到操作数时,将其压入S2;

4.遇到运算符时,比较其与S1栈顶运算符的优先级:

  • 如果S1为空,或栈顶运算符为左括号“(”,则直接将此运算符入栈;
  • 否则,若优先级比栈顶运算符的高,也将运算符压入S1(注意转换为前缀表达式时是优先级较高或相同,而这里则不包括相同的情况);
  • 否则,将S1栈顶的运算符弹出并压入到S2中,再次转到4-1与S1中新的栈顶运算符相比较;

5.遇到括号时:

  • 如果是左括号“(”,则直接压入S1;
  • 如果是右括号“)”,则依次弹出S1栈顶的运算符,并压入S2,直到遇到左括号为止,此时将这一对括号丢弃;

6.重复步骤(2)至(5),直到表达式的最右边;
7.将S1中剩余的运算符依次弹出并压入S2;
8.依次弹出S2中的元素并输出,结果的逆序即为中缀表达式对应的后缀表达式(转换为前缀表达式时不用逆序)。


本文作者: 墨水记忆
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