算数表达式计算:后缀表达式与直接计算法

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"实现表达式的方法通常包括将表达式转换为后缀表达式(逆波兰表示法)以及直接计算法。这两种方法都是为了有效地计算算术表达式,并在数据结构中应用。" **第一种算法:后缀表达式转换与计算** 1. **后缀表达式转换**:在这一过程中,我们需要创建一个符号栈来存储运算符,并准备一个字符串数组来保存转换后的后缀表达式。首先,我们遍历用户输入的表达式,遇到数字或小数点时,直接将其添加到数组并添加分隔符。遇到运算符时,我们比较它与栈顶运算符的优先级。如果新运算符的优先级更高,就将其压入栈中;如果优先级较低或相等,我们就将栈顶运算符弹出并加入到数组中,直到栈顶运算符的优先级低于新运算符。这个过程一直持续到扫描完整个表达式,最终得到的数组即为后缀表达式。 2. **后缀表达式计算**:在得到了后缀表达式后,我们需要一个数值栈来进行计算。从左到右扫描后缀表达式,遇到数字时将其转化为浮点数并压入数值栈;遇到运算符时,弹出栈顶两个数进行计算,结果再入栈。最后,数值栈的栈顶元素就是表达式的计算结果。 **第二种算法:一步计算法** 1. **直接计算**:这种方法使用两个栈,一个存放数字,另一个存放运算符。我们扫描用户输入的算术表达式,遇到数字时压入数字栈,遇到运算符时,如果运算符栈为空,直接将运算符压入;如果不空,我们比较当前运算符与栈顶运算符的优先级。如果当前运算符优先级更高,就将其压入;否则,依次弹出栈顶运算符,取数字栈中的两个数进行计算,结果再入数字栈,直到当前运算符的优先级高于栈顶运算符。左括号被视为优先级最低的运算符,直接入栈,而右括号会触发一系列操作,直到找到匹配的左括号。 这两种方法各有优劣。后缀表达式转换法逻辑清晰,易于实现,但需要额外的转换步骤。一步计算法则更直接,但处理运算符优先级和括号匹配时的逻辑相对复杂。在实际应用中,选择哪种方法取决于具体需求和实现的便利性。