设计一个算法,将一般算术表达式转化为逆波兰表达式,并求逆波兰表达 式的值。
时间: 2023-05-31 13:18:17 浏览: 211
### 回答1:
这里提供一个算法,将一般算术表达式转化为逆波兰表达式,并求逆波兰表达式的值:
1. 创建一个空栈和一个空列表,用于存储逆波兰表达式。
2. 从左到右扫描算术表达式的每个元素,如果是数字,直接添加到逆波兰表达式的列表中。
3. 如果是运算符,判断其优先级:
- 如果栈为空或者栈顶元素为左括号,直接将运算符入栈。
- 如果运算符优先级大于栈顶运算符优先级,直接将运算符入栈。
- 如果运算符优先级小于等于栈顶运算符优先级,将栈顶元素弹出并添加到逆波兰表达式的列表中,重复此步骤直到栈为空或者栈顶元素为左括号,然后将当前运算符入栈。
4. 如果是左括号,直接入栈。
5. 如果是右括号,将栈顶元素弹出并添加到逆波兰表达式的列表中,重复此步骤直到栈顶元素为左
### 回答2:
一、逆波兰表达式定义
逆波兰表达式是一种不含括号,将运算符写在其所操作的数的后面的表达式。逆波兰表达式也称为后缀表达式。例如,中缀表达式 3 + 4 * 5 − 6 转化为逆波兰表达式为 3 4 5 * + 6 −。
二、逆波兰表达式转化算法
转化逆波兰表达式的算法可以用栈来实现,具体思路如下:
1. 从左到右扫描中缀表达式。
2. 如果扫描到操作数,则直接将其输出。
3. 如果扫描到运算符,则判断其与栈顶运算符的优先级,如果栈顶运算符的优先级大于当前运算符,则将栈顶运算符弹出并输出,再比较新的栈顶运算符和当前运算符,直至栈为空或栈顶运算符优先级小于等于当前运算符优先级,最后将当前运算符压入栈中。
4. 如果扫描到左括号,则直接压入栈中。
5. 如果扫描到右括号,则依次弹出栈顶运算符,并将其输出,直至遇到左括号为止,左括号不输出。
6. 重复步骤2至5,直至表达式的最右边。
7. 将栈中剩余的运算符依次弹出并输出。
三、逆波兰表达式求值算法
求逆波兰表达式的值同样可以用栈来实现,具体思路如下:
1. 从左到右扫描逆波兰表达式。
2. 如果扫描到操作数,则将其压入栈中。
3. 如果扫描到运算符,则从栈中弹出两个操作数进行计算,计算结果再压入栈中。
4. 重复步骤2至3,直至表达式扫描完成,此时栈顶元素即为逆波兰表达式的值。
四、算法实现
Python代码实现如下:
``` python
OPERATORS = {'+': 1, '-': 1, '*': 2, '/': 2, '(': 0}
def infix2postfix(expression):
stack, postfix = [], []
for token in expression:
if token.isdigit():
postfix.append(token)
elif token in OPERATORS:
while stack and OPERATORS[stack[-1]] >= OPERATORS[token]:
postfix.append(stack.pop())
stack.append(token)
elif token == '(':
stack.append(token)
elif token == ')':
while stack and stack[-1] != '(':
postfix.append(stack.pop())
stack.pop()
while stack:
postfix.append(stack.pop())
return postfix
def evaluate_postfix(postfix):
stack = []
for token in postfix:
if token.isdigit():
stack.append(int(token))
else:
num2, num1 = stack.pop(), stack.pop()
if token == '+':
stack.append(num1 + num2)
elif token == '-':
stack.append(num1 - num2)
elif token == '*':
stack.append(num1 * num2)
elif token == '/':
stack.append(num1 // num2)
return stack[0]
expression = input("请输入中缀表达式:")
postfix = infix2postfix(expression)
print("逆波兰表达式为:", ' '.join(postfix))
value = evaluate_postfix(postfix)
print("逆波兰表达式的值为:", value)
```
以上代码中,OPERATORS字典用来存储运算符的优先级。
函数infix2postfix接收一个中缀表达式,返回相应的逆波兰表达式。函数evaluate_postfix接收一个逆波兰表达式,返回该逆波兰表达式的值。
在主程序中,首先从标准输入读取一个中缀表达式,然后调用infix2postfix函数将其转化为逆波兰表达式,并打印出转化后的逆波兰表达式。最后调用evaluate_postfix函数求出逆波兰表达式的值,并打印出结果。
五、总结
本文介绍了将一般算术表达式转化为逆波兰表达式,并求逆波兰表达式的值的算法。该算法利用了栈的数据结构,实现了中缀表达式转化为逆波兰表达式和求逆波兰表达式的值两个步骤。该算法具有普遍性和可扩展性,可用于解决多种计算问题。
### 回答3:
逆波兰表达式是一种将算术表达式表示为后缀表达式的方法,其优点在于消除了操作符优先级的问题,使表达式的计算更加简便。设计一个算法将一般算术表达式转化为逆波兰表达式,步骤如下:
1.创建一个操作数栈和一个运算符栈,用于存储操作数和运算符。
2.从左到右扫描中缀表达式,如果遇到数字,压入操作数栈中,如果遇到运算符,根据运算符的优先级判断是否需要先进行计算。
3.如果该运算符的优先级高于或等于运算符栈顶运算符的优先级,将该运算符压入运算符栈中,否则将运算符栈顶的运算符弹出,与操作数栈顶的两个操作数进行计算,再将计算结果压入操作数栈中。
4.扫描完中缀表达式后,将运算符栈中的所有运算符弹出并计算,直到运算符栈中没有运算符。
5.操作数栈中剩下的唯一一个操作数就是逆波兰表达式的值。
通过这个算法,可以将任意一般算术表达式转化为逆波兰表达式,并求出它的值。
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