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[整合]中缀表达式、前缀表达式、后缀表达式的相互转换

2016-09-18 10:26 274 查看
--------------------------------后缀转中缀----------------------------------------------
1、建立一个栈,从左向右扫描后缀表达式,遇到运算数则压入栈;

2、遇到运算符就把栈顶两个元素出栈,执行运算,得到的结果作为新的运算符再压入栈;

3、依次走到表达式结尾;

例:把逆波兰式(即后缀表达式)ab+c*转换为中缀表达式:

  1)a入栈(0位置)

  2)b入栈(1位置)

  3)遇到运算符"+",将a和b出栈,执行a+b的操作,得到结果d=a+b,再将d入栈(0位置)

  4)c入栈(1位置)

  5)遇到运算符"*",将d和c出栈,执行d*c的操作,得到结果e,再将e入栈(0位置)

得到结果(a+b)*c;

-----------------------将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:

(4-1) 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;

(4-2) 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;

(4-3) 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:

(5-1) 如果是右括号“)”,则直接压入S1;

(5-2) 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。

例如,将中缀表达式“1+((2+3)×4)-5”转换为前缀表达式的过程如下:

扫描到的元素S2(栈底->栈顶)S1 (栈底->栈顶)说明
55数字,直接入栈
-5-S1为空,运算符直接入栈
)5- )右括号直接入栈
45 4- )数字直接入栈
×5 4- ) ×S1栈顶是右括号,直接入栈
)5 4- ) × )右括号直接入栈
35 4 3- ) × )数字
+5 4 3- ) × ) +S1栈顶是右括号,直接入栈
25 4 3 2- ) × ) +数字
(5 4 3 2 +- ) ×左括号,弹出运算符直至遇到右括号
(5 4 3 2 + ×-同上
+5 4 3 2 + ×- +优先级与-相同,入栈
15 4 3 2 + × 1- +数字
到达最左端5 4 3 2 + × 1 + -S1中剩余的运算符
因此结果为“- + 1 × + 2 3 4 5”。

-----------------------------中缀表达式转为后缀表达式--------------------------------------

与转换为前缀表达式相似,遵循以下步骤:

(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:

(4-1) 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;

(4-2) 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);

(4-3) 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:

(5-1) 如果是左括号“(”,则直接压入S1;

(5-2) 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)。

例如,将中缀表达式“1+((2+3)×4)-5”转换为后缀表达式的过程如下:

扫描到的元素S2(栈底->栈顶)S1 (栈底->栈顶)说明
11数字,直接入栈
+1+S1为空,运算符直接入栈
(1+ (左括号,直接入栈
(1+ ( (同上
21 2+ ( (数字
+1 2+ ( ( +S1栈顶为左括号,运算符直接入栈
31 2 3+ ( ( +数字
)1 2 3 ++ (右括号,弹出运算符直至遇到左括号
×1 2 3 ++ ( ×S1栈顶为左括号,运算符直接入栈
41 2 3 + 4+ ( ×数字
)1 2 3 + 4 ×+右括号,弹出运算符直至遇到左括号
-1 2 3 + 4 × +--与+优先级相同,因此弹出+,再压入-
51 2 3 + 4 × + 5-数字
到达最右端1 2 3 + 4 × + 5 -S1中剩余的运算符
因此结果为“1 2 3 + 4 × + 5 -”(注意需要逆序输出)。
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