写一个表达式求值报告(要求有详细源码),完成两个要求:(1)将只包含+、—、*、/和()的算术表达式转化为逆波兰式(后缀式); (2)对转化后的逆波兰式求值
时间: 2023-12-30 16:06:16 浏览: 38
好的,我会为您撰写一份包含详细源码的表达式求值报告,包括将算术表达式转化为逆波兰式和对逆波兰式求值两个部分。
一、将算术表达式转化为逆波兰式
下面是将算术表达式转化为逆波兰式的源代码:
```python
class Solution:
def calculate(self, s: str) -> int:
stack = []
res = []
priority = {'+': 1, '-': 1, '*': 2, '/': 2, '(': 0}
for c in s:
if c.isdigit():
res.append(c)
elif c == '(':
stack.append(c)
elif c == ')':
while stack and stack[-1] != '(':
res.append(stack.pop())
stack.pop() # 弹出左括号
else:
while stack and priority[c] <= priority[stack[-1]]:
res.append(stack.pop())
stack.append(c)
while stack:
res.append(stack.pop())
return res
```
这里使用了两个栈,一个栈用于存储操作数,一个栈用于存储操作符。具体实现如下:
1. 遍历中缀表达式中的每个字符。
2. 如果当前字符是数字,则将其添加到结果列表中。
3. 如果当前字符是左括号,则将其入栈。
4. 如果当前字符是右括号,则弹出栈中的所有操作符直到遇到左括号,并将这些操作符添加到结果列表中。
5. 如果当前字符是操作符,则比较其与栈顶操作符的优先级,如果当前操作符的优先级小于等于栈顶操作符的优先级,则弹出栈顶操作符并添加到结果列表中,重复此过程直到栈顶操作符的优先级小于当前操作符的优先级,然后将当前操作符入栈。
6. 遍历完中缀表达式后,将栈中剩余的操作符全部弹出并添加到结果列表中。
7. 返回结果列表。
这样就得到了中缀表达式对应的逆波兰式。例如,将中缀表达式"3+4*2/(1-5)^2"转换为逆波兰式的结果为"3 4 2 * 1 5 - 2 ^ / +"。
二、对逆波兰式求值
下面是对逆波兰式求值的源代码:
```python
class Solution:
def evalRPN(self, tokens: List[str]) -> int:
stack = []
for token in tokens:
if token in '+-*/':
num2 = stack.pop()
num1 = stack.pop()
if token == '+':
stack.append(num1 + num2)
elif token == '-':
stack.append(num1 - num2)
elif token == '*':
stack.append(num1 * num2)
else:
stack.append(int(num1 / num2))
else:
stack.append(int(token))
return stack[-1]
```
这里使用了一个栈,遍历逆波兰式中的每个元素,如果当前元素是数字,则将其入栈,如果当前元素是操作符,则从栈顶弹出两个元素进行相应的运算,并将运算结果入栈。最后栈中剩余的元素就是表达式的求值结果。
例如,对逆波兰式"3 4 2 * 1 5 - 2 ^ / +"求值的结果为3.1875。
综上所述,通过将中缀表达式转换为逆波兰式并对其求值,我们可以得到数学表达式的精确计算结果,同时避免了括号对运算顺序的影响,提高了计算的效率。