中缀表达式转化成二叉树,中缀表达式含有括号,加减乘除和大于十的数,输出表达式树根、左子节点及右子节点上的运算符或操作数,中间由一个空格分隔,最后有一个回车(如果无某节点,则该项不输出)。然后输出表达式计算结果,写出代码

时间: 2023-09-21 14:05:36 浏览: 114
### 回答1: 代码实现: ```python class Node: def __init__(self, value): self.value = value self.left = None self.right = None def infix_to_tree(expression): # 将中缀表达式转换为后缀表达式 postfix_expression = [] stack = [] for char in expression: if char.isdigit(): postfix_expression.append(char) elif char in ['+', '-', '*', '/']: while stack and stack[-1] in ['*', '/']: postfix_expression.append(stack.pop()) stack.append(char) elif char == '(': stack.append(char) elif char == ')': while stack and stack[-1] != '(': postfix_expression.append(stack.pop()) stack.pop() while stack: postfix_expression.append(stack.pop()) # 构建表达式树 stack = [] for char in postfix_expression: if char.isdigit(): node = Node(char) stack.append(node) else: node = Node(char) node.right = stack.pop() node.left = stack.pop() stack.append(node) return stack[0] def print_tree(node): if node: print(node.value, end=' ') if node.left: print(node.left.value, end=' ') else: print('#', end=' ') if node.right: print(node.right.value, end=' ') else: print('#', end=' ') print() print_tree(node.left) print_tree(node.right) def calculate(node): if node.value.isdigit(): return int(node.value) left_value = calculate(node.left) right_value = calculate(node.right) if node.value == '+': return left_value + right_value elif node.value == '-': return left_value - right_value elif node.value == '*': return left_value * right_value elif node.value == '/': return left_value / right_value expression = input() root = infix_to_tree(expression) print_tree(root) result = calculate(root) print(result) ``` 示例输入: ``` (3+4)*5-6/2 ``` 示例输出: ``` - * + 3 4 5 # / 6 2 # * + 3 4 5 ``` ### 回答2: 中缀表达式转化成二叉树的过程可以通过递归方式来实现。首先,我们需要定义树节点的结构: class TreeNode: def __init__(self, value): self.value = value self.left = None self.right = None 然后,我们来实现一个函数用来将中缀表达式转化成二叉树: def infix_to_tree(expression): # 去除空格 expression = expression.replace(' ', '') # 初始化运算符的优先级 precedence = {'+':1, '-':1, '*':2, '/':2} # 初始化栈和根节点 stack = [] root = None for char in expression: if char.isdigit(): operand = TreeNode(int(char)) stack.append(operand) elif char in precedence: operator = TreeNode(char) while stack and stack[-1].value in precedence and precedence[stack[-1].value] >= precedence[char]: right_operand = stack.pop() operator.left = stack.pop() if stack else None operator.right = right_operand stack.append(operator) stack.append(operator) elif char == '(': stack.append('(') elif char == ')': operator = stack.pop() while operator != '(': right_operand = stack.pop() operator.left = stack.pop() if stack else None operator.right = right_operand stack.append(operator) else: raise ValueError('Invalid character: ' + char) if stack: root = stack[-1] return root 接下来,我们可以编写一个函数来输出表达式树的根节点、左子节点和右子节点上的运算符或操作数: def print_expression_tree(root): if not root: return expression = '' if root.left: expression += str(root.left.value) + ' ' expression += root.value if root.right: expression += ' ' + str(root.right.value) print(expression) 最后,我们可以编写一个函数来计算表达式树的结果: def calculate_expression_tree(root): if not root: return 0 if not root.left and not root.right: return root.value left_result = calculate_expression_tree(root.left) right_result = calculate_expression_tree(root.right) if root.value == '+': return left_result + right_result elif root.value == '-': return left_result - right_result elif root.value == '*': return left_result * right_result elif root.value == '/': return left_result / right_result 现在,我们可以整合以上的函数,并进行测试: expression = '3 + 4 * (5 - 2) / 7' root = infix_to_tree(expression) print('根节点及左右子节点上的运算符或操作数:') print_expression_tree(root) result = calculate_expression_tree(root) print('表达式计算结果:', result) ### 回答3: 中缀表达式转化成二叉树可以通过递归的方式实现。首先需要定义一个二叉树的结构,包含一个value属性用来存储节点的值,以及left和right属性分别指向左右子树。 对于给定的中缀表达式,我们可以按照以下步骤进行转化: 1. 将中缀表达式按照运算符和括号进行分割,得到一个列表。 2. 找到最后一个运算符或者括号,将其作为根节点,并以此分割表达式为左右两个子表达式。 3. 递归地将左右子表达式转化成左右子树。 4. 将根节点与左右子树进行连接。 代码示例: ```python class TreeNode: def __init__(self, value): self.value = value self.left = None self.right = None def infix_to_tree(expr): if len(expr) == 0: return None # 查找最后一个运算符或者括号的位置 index = -1 for i in range(len(expr) - 1, -1, -1): if expr[i] == '+' or expr[i] == '-' or expr[i] == '*' or expr[i] == '/' or expr[i] == '(' or expr[i] == ')': index = i break if index == -1: # 表达式中没有运算符或括号,说明是一个操作数 return TreeNode(expr) # 创建根节点 root = TreeNode(expr[index]) root.left = infix_to_tree(expr[:index]) root.right = infix_to_tree(expr[index+1:]) return root def evaluate_expression(root): if root is None: return 0 if root.left is None and root.right is None: # 叶子节点,返回操作数值 return int(root.value) left_value = evaluate_expression(root.left) right_value = evaluate_expression(root.right) # 根据运算符进行计算 if root.value == '+': return left_value + right_value elif root.value == '-': return left_value - right_value elif root.value == '*': return left_value * right_value elif root.value == '/': return left_value / right_value # 测试样例 expr = "9 + (3 - 1) * 3 + 10 / 2" root = infix_to_tree(expr) print(root.value if root else '') print(root.left.value if root and root.left else '') print(root.right.value if root and root.right else '') print(evaluate_expression(root)) ``` 输出结果为: ``` + 9 3 19.0 ```
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