第1关:基于栈的中缀算术表达式求值
时间: 2023-05-25 07:07:12 浏览: 571
算法分析:
1. 初始化一个空栈s用于存储操作数和操作符;
2. 从左到右扫描中缀表达式;
3. 如果是数字,则将其压入栈中;
4. 如果是操作符,分两种情况:
a. 如果操作符是左括号 “(”,则直接将其压入栈中;
b. 如果操作符是其他符号,则需要进行操作,具体操作分以下几种情况:
判断栈顶元素的优先级是否大于等于当前操作符的优先级,如果是,则进行以下操作:
(1) 弹出两个操作数并弹出操作符;
(2) 对两个操作数进行计算,并将结果压入栈中;
(3) 重复步骤4,直到栈顶元素优先级小于当前操作符。
将当前操作符压入栈中;
c. 如果操作符是右括号“)”,则需要进行以下操作:
(1) 重复步骤4直到遇到左括号“(”为止;
(2) 弹出左括号“(”;
5. 将表达式中的所有操作数和操作符全部扫描完后,如果栈中还有元素,则依次弹出进行计算,最后栈顶元素即为表达式的值。
Python代码实现:
```python
def infix_to_postfix(expression):
# 优先级字典
priority = {'+': 1, '-': 1, '*': 2, '/': 2, '(': 0, ')': 0}
# 初始化栈
stack = []
# 初始化后缀表达式
postfix = ''
# 遍历中缀表达式
for item in expression:
# 如果是数字,直接加入后缀表达式
if item.isdigit():
postfix += item
# 如果是操作符
else:
# 左括号直接入栈
if item == '(':
stack.append(item)
# 右括号则依次弹出栈中的元素,直到弹出左括号
elif item == ')':
while stack[-1] != '(':
postfix += stack.pop()
stack.pop()
# 如果是其他操作符,则需判断栈顶元素的优先级
else:
# 如果栈为空或栈顶元素为左括号,则直接入栈
if not stack or priority[item] > priority[stack[-1]]:
stack.append(item)
# 弹出栈中元素,并将它们加入后缀表达式
else:
while stack and priority[item] <= priority[stack[-1]]:
postfix += stack.pop()
stack.append(item)
# 将栈中剩余元素弹出,并加入后缀表达式
while stack:
postfix += stack.pop()
return postfix
def postfix_eval(postfix):
# 初始化栈
stack = []
# 遍历后缀表达式
for item in postfix:
# 如果是数字,则将其转换成整数并压入栈中
if item.isdigit():
stack.append(int(item))
# 如果是操作符,则弹出栈顶元素进行运算,并将结果压入栈中
else:
operand2 = stack.pop()
operand1 = stack.pop()
if item == '+':
stack.append(operand1 + operand2)
elif item == '-':
stack.append(operand1 - operand2)
elif item == '*':
stack.append(operand1 * operand2)
elif item == '/':
stack.append(operand1 / operand2)
# 返回栈顶元素,即为表达式的值
return stack.pop()
# 测试
expression = '1+((2+3)*4)-5'
postfix = infix_to_postfix(expression)
value = postfix_eval(postfix)
print(value) # 输出:16
```
阅读全文