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已知一算数表达式的中缀表达式为 a*f+(b-cd)*e,

[填空题]
已知一算数表达式的中缀表达式为 a*f+(b-c/d)*e,其后缀形式1

这里所谓的前缀,中缀,后缀是根据操作符的位置来定的,如果操作符在操作数前面,则称为前缀表达式,例如“- + 1 × + 2 3 4 5”;如果操作符在操作数之间,则称为中缀表达式,例如

“1+((2+3)×4)-5”;如果操作符在操作数后面,则称为后缀表达式,例如“1 2 3 + 4 × + 5 -”。

虽然中缀表达式符合人类的日常思维习惯,但是计算机在存储中缀表达式时,需要使用树这种数据结构,如果表达式过于复杂,那么树的高度会变得很高,大大增加了时间复杂度和空间复杂度。如果转换成线性结构,那么效率将变得高很多,所以需要将中缀表达式先转换成前缀或者后缀表达式,然后依靠栈这种线性数据结构来进行计算。

前缀表达式又叫波兰表达式,后缀表达式又叫逆波兰表达式。前缀表达式基本没有在商业计算机中使用过,所以现实中用的更多的是后缀表达式。

 

如何将中缀表达式转化成后缀表达式呢?

利用两个栈S1,S2:其中S1存放操作符,S2存放操作数

从左往右遍历中缀表达式,如果遇到数字,则放入S2中,如果遇到操作符,则放入S1中。在放操作符的时候有一定的规则,如果栈为空或栈顶元素为(,则直接压栈。如果是(,也直接压栈;如果栈顶元素为普通操作符,则比较优先级,如果待压栈的操作符比栈顶操作符优先级高,则直接压栈,否则将S1中的栈顶元素出栈,并压入S2中,再接着比较S1栈顶元素的优先级。如果遇到),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。最后将S1中剩余的运算符依次弹出并压入S2,逆序输出S2(从栈底到栈顶)便得到了后缀表达式。(注意:等号的优先级最低,因为要到最后才进行赋值操作)

 

得到后缀表达式之后,计算就变得方便多了,遇到数字就压栈,遇到操作符的时候,pop出栈顶的两个元素,进行计算后将结果又压入栈中,这样一直下去,直到得到最终结果。

 

将中缀表达式“a*f+(b-c/d)*e”转换为后缀表达式的过程如下:


扫描到的元素

 

S2(栈底->栈顶)数字

S1 (栈底->栈顶)操作符

说明

a

a

数字,直接入栈

*

a

*

S1为空,运算符直接入栈

f

af

*

数字,直接入栈

+

af*

+

+比*优先级低

将S1中的栈顶元素出栈,并压入S2中

(

af*

+(

( ,直接入栈

b

af*b

+(

数字,直接入栈

-

af*b

+(-

S1栈顶为左括号,运算符直接入栈

c

af*bc

+(-

数字,直接入栈

/

af*bc

+(-/

/-优先级高,则直接压栈

d

af*bcd

+(-/

数字,直接入栈

)

af*bcd/-

+

右括号,弹出运算符s2直至遇到左括号

*

af*bcd/-

+*

*+优先级高,则直接压栈

e

af*bcd/-e

+*

数字,直接入栈

到达最右端

af*bcd/-e*+

 空

弹出S1中剩余的运算符

得出结果:af*bcd/-e*+,OK

编辑于 2018-01-09 14:53:28 回复(0)
* `中缀表达式转为后缀表达式(从左到右扫描)`
* `分为两个栈,结果栈和运算栈,遇到的情况有`
```
1. 如果是操作数(数字、字母),则进入结果栈
2. 如果是左括号,那么入运算栈;
3. 如果是右括号,那么把运算栈的栈顶元素出栈,入栈到结果栈,知道遇到左括号,遇到左括号后,这一对括号都消灭
4.1 如果是运算符,如果运算栈为空,那么入栈
4.2 如果是运算符,此时运算栈顶运算符不为左括号!!!,且栈里不存在优先级大于或等于该运算符的运算符,则该运算符入栈,
否则大于等于该运算符的其他运算符先出栈再入栈到结果栈
4.3 如果是运算符,此时栈顶运算符是左括号,那么入栈
```
* 首先a是操作数,进结果栈;`结果栈为 a`
* * 是运算符,运算栈空,进运算栈
* f是操作数,进结果栈  `结果栈为 a f`
* +是运算符,但是栈中存在优先级大于等于的*,所以 * 先出栈,然后 * 入运算栈 `结果栈为 a f *`
* (是左括号,入运算栈,`运算栈为 + (`
* b是操作数,入结果栈,`结果栈 a f * b`
* -是运算符,栈顶元素是左括号,所以-入运算栈 `运算栈 + ( -`
* c是操作数,入结果栈, `结果栈 a f * b c`
* /是运算符,运算栈顶元素不是左括号,`运算栈 + ( -`不存在优先级大于等于 / 的元素,所以 / 入运算栈
* d是操作数,d入结果栈,`结果栈 a f * b c d`
* )是右括号,所以运算栈的栈顶元素出栈,知道左括号,入栈后进到结果栈
* 此时运算栈是 `+ ( - /` ,所以结果栈变为 `a f * b c d / -`,运算栈变为 `+`,左右括号消灭了
* 然后*是运算符,运算栈中不存在大于等于的元素,所以入运算栈,运算栈为`+ *`
* e是操作数,e入结果栈,结果栈为`a f * b c d / - e`,
* 扫描结束,所以运算栈全部出栈到结果栈,为 `a f * b c d / - * +`

发表于 2020-03-02 13:36:20 回复(0)