Java实现中缀表达式转后缀表达式及计算
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更新于2024-09-23
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"Java程序实现将中缀表达式转换为后缀表达式,支持多位数计算及三角函数(sin、cos)、开方、幂、平方等运算。"
在计算机科学中,表达式转换是一种常见的算法,它允许我们将数学表达式从一种表示形式转换为另一种。在这个Java程序中,我们关注的是将中缀表达式(人类通常使用的标准数学表达式形式)转换为后缀表达式(也称为逆波兰表示法),这种表示法在计算上更为高效。后缀表达式中,运算符位于它们的操作数之后,消除了括号的需求,通过堆栈操作即可进行计算。
代码首先引入了`Stack`类,用于模拟计算过程中的操作数和运算符堆栈。`Test`类中有一个方法`TrnsInToSufix`,接收一个中缀表达式字符串`IFX`和一个空数组`PFX`用于存储结果后缀表达式。
转换过程从左到右扫描中缀表达式:
1. 当遇到数字时,将连续的数字字符(包括小数点)存储在一个`StringBuffer`中,然后将其添加到结果后缀表达式数组`PFX`,并清空`numBuffer`。
2. 遇到左括号时,将其压入堆栈。
3. 遇到右括号时,会连续弹出堆栈顶部的元素,直到遇到匹配的左括号为止,这些元素依次添加到后缀表达式数组。
4. 遇到运算符时,根据运算符的优先级与堆栈顶的运算符比较。如果堆栈顶是运算符且优先级不高于当前运算符,或者堆栈顶是函数(如sin、cos等),则将堆栈顶的元素弹出并添加到后缀表达式,直到满足条件。然后将当前运算符压入堆栈。
5. 优先级的处理包含了乘除(*,/)和加减(+,-)以及三角函数、开方、幂、平方等操作。例如,函数名(s、c、t代表sin、cos、tan)和幂运算(^)都被视为高优先级运算符。
这个程序能够处理包含多位数、基本运算符和特定函数的中缀表达式,并将其转换为后缀表达式,为后续的计算提供便利。转换完成后,后缀表达式可以通过遍历数组并使用堆栈计算出最终结果,而无需担心运算顺序的问题。
在实际应用中,这样的转换算法广泛应用于计算器软件、编译器和解释器的设计,以及任何需要解析和计算数学表达式的地方。
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