表达式求值(中缀转后缀及后缀表达式求值)

2022-09-10 17:23:29 浏览数 (1)

大家好,又见面了,我是你们的朋友全栈君。

。中缀表达式转后缀表达式:

中缀表达式转后缀表达式遵循以下原则:

1.遇到操作数,直接输出; 2.栈为空时,遇到运算符,入栈; 3.遇到左括号,将其入栈; 4.遇到右括号,执行出栈操作,并将出栈的元素输出,直到弹出栈的是左括号,左括号不输出; 5.遇到其他运算符’ ”-”*”/’时,弹出所有优先级大于或等于该运算符的栈顶元素,然后将该运算符入栈; 6.最终将栈中的元素依次出栈,输出。 经过上面的步骤,得到的输出既是转换得到的后缀表达式。 举例:a b*c (d*e f)g ———> abc de*f g*

图示上述过程:

因为比较懒,而刚好在网上看到画的还不错的图,所以就直接贴过来了哦。希望作者不要怪罪哦。。。 遇到a,直接输出:

遇到 ,此时栈为空,入栈:

遇到b,直接输出:

遇到*,优先级大于栈顶符号优先级,入栈:

遇到c,输出:

到 ,目前站内的与 优先级都大于或等于它,因此将栈内的, 依次弹出并且输出,并且将遇到的这个 入栈:

遇到(,将其入栈:

遇到d,直接输出:

遇到*,由于的优先级高于处在栈中的(,因此入栈:

遇到e,直接输出:

遇到 ,栈顶的优先级高于 ,但是栈内的(低于 ,将出栈输出, 入栈:

遇到f,直接输出:

遇到),弹出栈顶元素并且输出,直到弹出(才结束,在这里也就是弹出 输出,弹出(不输出:

遇到*,优先级高于栈顶 ,将*入栈

遇到g,直接输出: :

此时已经没有新的字符了,依次出栈并输出操作直到栈为空:

因为后缀表达式求值过程较为简单: 所以在这里我只进行简单说明: 1.扫描后缀表达式: ①如果是数字,则让其进栈 ②若为操作符,则从栈中取出两个操作数,先取出的作为右操作数,后取出的作为左操作数,然后进行该操作符的运算,并使其结果入栈。 ③重复上述过程,直至表达式扫描完成。 2.最终栈中只留一个元素—–>即就是结果。

下面代码实现中缀转后缀以及后缀表达式求值:

使用的栈是自定义栈(自己实现的): //stack.h

代码语言:javascript复制
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<iostream>
using namespace std;
#include<cassert>

//------------使用类型萃取来拷贝栈内元素-------------
struct _TrueType
{
    bool Get()
    {
        return true;
    }
};

struct _FalseType
{
    bool Get()
    {
        return false;
    }
};

template<class _Tp>
struct TypeTraits
{
    typedef _FalseType _IsPODType;
};

template<>
struct TypeTraits<bool>
{
    typedef _TrueType _IsPODType;
};

template<>
struct TypeTraits<int>
{
    typedef _TrueType _IsPODType;
};

template<>
struct TypeTraits<unsigned int>
{
    typedef _TrueType _IsPODType;
};

template<>
struct TypeTraits<char>
{
    typedef _TrueType _IsPODType;
};

template<>
struct TypeTraits< float >
{
    typedef _TrueType _IsPODType;
};

template<>
struct TypeTraits< double >
{
    typedef _TrueType _IsPODType;
};

template<>
struct TypeTraits<long>
{
    typedef _TrueType _IsPODType;
};

template<>
struct TypeTraits< unsigned long>
{
    typedef _TrueType _IsPODType;
};

template<class T>
void Copy(T* dst, T* src, size_t size)
{
    if (TypeTraits<T>::_IsPODType().Get())
    {
        memcpy(dst, src, size);
    }
    else
    {
        for (int i = 0; i < size;   i)
        {
            dst[i] = src[i];
        }
    }
}

template<class T>
struct TypeTraits< T* >
{
    typedef _TrueType _IsPODype;
};

//-------------------------栈的基本操作----------------
template<class T>
class Stack
{
public:
    //构造函数
    Stack(int capacity = 10)
        :_pData(NULL)
        , _capacity(capacity)
        , _size(0)
    {
        _pData = new T[capacity];
    }

    //拷贝构造函数
    Stack(const Stack<T>& s)
        :_pData(new T[s._capacity])
        , _size(s._size)
        , _capacity(s._capacity)
    {
        for (int i = 0; i < _size;   i)
        {
            _pData[i] = s._pData[i];
        }
    }

    //赋值运算符函数
    Stack& operator=(Stack<T> s)
    {
        std::swap(_pData, s._pData);
        _size = s._size;
        _capacity = s._capacity;
        return *this;
    }

    //入栈
    void Push(const T& data)
    {
        CheckCapacity();
        _pData[_size  ] = data;
    }
    //出栈
    void Pop()
    {
        if (!Empty())
        {
            --_size;
        }
    }

    //获取栈顶元素
    T& Top()
    {
        if (!Empty())
        {
            return _pData[_size - 1];
        }
    }

    const T& Top()const
    {
        if (!Empty())
        {
            return _pData[_size - 1];
        }
    }

    size_t Size()const
    {
        return _size;
    }

    bool Empty()const
    {
        return 0 == _size;
    }

    //析构函数(释放资源)
    ~Stack()
    {
        if (_pData)
        {
            delete[] _pData;
            _pData = NULL;
        }
    }

private:
    //增容
    void CheckCapacity()
    {
        if (_size >= _capacity)
        {
            _capacity = 2 * _capacity   3;
            T* tmp = new T[_capacity];
            //拷贝原数据
            //释放旧空间
            //指向新空间
           //需要进行类型萃取
            Copy<T>(_pData, tmp, _size);
            delete[] _pData;
            _pData = tmp;
        }
    }

    T* _pData;
    int _capacity;
    int _size;
};

//----------------------------------------------------------
//需要用到的函数的声明
int GetPriority(char ch, int flag);//获取优先级
bool IsOperator(char ch);//判断是否为操作符
void prefixionToSuffix(char* dst, char* src);//中缀表达式转后缀表达式
int  SuffixToValue(char *suffix, char *prefixion);//后缀表达式求值

中缀表达式转后缀表达式: //prefixionToSuffix.cpp

代码语言:javascript复制
#include"Stack.h"

//flag为1时表示栈内优先级  flag为0表示栈外优先级
int GetPriority(char ch, int flag)
{
    if (ch == ' ' || ch == '-')
    {
        if (flag)
        {
            return 3;
        }
        else
        {
            return 2;
        }
    }
    else if (ch == '*' || ch == '/' || ch == '%')
    {
        if (flag)
        {
            return 5;
        }
        else
        {
            return 4;
        }
    }
    else if (ch == '(')
    {
        if (flag)
        {
            return 1;
        }
        return 6;
    }
    else if (ch == ')')
    {
        if (flag)
        {
            return 6;
        }
        else
        {
            return 1;
        }
    }
}

bool IsOperator(char ch)
{
    if (ch == ' ' || ch == '-' || ch == '*' || ch == '/' || ch == '%' || ch == '(' || ch == ')')
    {
        return true;
    }
    return false;
}

//中缀表达式转后缀表达式
void prefixionToSuffix(char* dst, char* src)
{
    assert(dst);
    assert(src);
    Stack<char> s;
    char * cur = src;
    char* tmp = dst;
    while (*cur != '')
    {
        if (*cur >= '0' && *cur <= '9')
        {
            *tmp   = *cur;
            cur  ;
            continue;
        }
        else if (IsOperator(*cur))
        {
            if (s.Empty())//如果栈为空,直接入栈
            {
                s.Push(*cur);
                cur  ;
            }
            else//如果栈不空,则需要判断栈顶元素和当前操作符的优先级
            {
                if (*cur == ')')
                {
                    while (*cur == ')' && s.Top() != '(')
                    {
                        *tmp   = s.Top();
                        s.Pop();
                    }
                    s.Pop();
                    cur  ;
                }
                if (GetPriority(*cur, 0) > GetPriority(s.Top(), 1))
                {
                    s.Push(*cur);
                    cur  ;
                }
                else
                {
                    while (!s.Empty() && GetPriority(*cur, 0) < GetPriority(s.Top(), 1))
                    {
                        *tmp   = s.Top();
                        s.Pop();
                    }
                    s.Push(*cur);
                    cur  ;
                }

            }
        }
        else
        {
            *tmp   = *cur  ;
        }
    }
    while(!s.Empty())
    {
        *tmp   = s.Top();
        s.Pop();
    }
}

后缀表达式求值: //SuffixToValue.cpp

代码语言:javascript复制
#include"Stack.h"

//12 3 4   * 6 - 8 2 /  
int  SuffixToValue(char *suffix, char *prefixion)
{
    prefixionToSuffix(suffix, prefixion);

    Stack<int> s;
    char* cur = suffix;
    int res = 0;
    int tmp = 0;
    while (*cur != '')
    {
        if (*cur == ' ' || *cur == '-' || *cur == '*' || *cur == '/' || *cur == '%')
        {
            char ch = *cur;
            int right = s.Top();
            s.Pop();
            int left = s.Top();
            s.Pop();
            switch (ch)
            {
            case ' ':
                s.Push(left   right);
                break;
            case '-':
                s.Push(left - right);
                break;
            case '*':
                s.Push(left * right);
                break;
            case '%':
                s.Push(left % right);
                break;
            case '/':
                if (right)
                {
                    s.Push(left / right);
                }
                break;
            }
            cur  ;
        }
        else if (*cur >= '0' && *cur <= '9')
        {
            res = 0;
            while (!isspace(*cur) && *cur >= '0' && *cur <= '9')
            {
                tmp = *cur - '0';
                res = res * 10   tmp;
                cur  ;
            }
            s.Push(res);
            //cur  ;
        }
        else
        {
            cur  ;
        }
    }
    if (!s.Empty())
    {
        res = s.Top();
        return res;
    }
}

main.cpp

代码语言:javascript复制
#include"Stack.h"

void Test()
{
    char prefixion[] = "12 * (3   4) - 6   8 / 2 ";//保存前缀表达式
    char suffix[25] = {};//保存后缀表达式
    int res = SuffixToValue(suffix, prefixion);
    cout << res << endl;
}

int main()
{
    Test();
    return 0;
}

发布者:全栈程序员栈长,转载请注明出处:https://javaforall.cn/149735.html原文链接:https://javaforall.cn

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