数据结构与算法:中缀表达式求值与栈的应用

需积分: 33 0 下载量 164 浏览量 更新于2024-07-14 收藏 1.62MB PPT 举报
中缀表达式求值是计算机科学中一种基础且重要的算法,它涉及到数据结构中的栈技术。在高级编程语言中,理解并实现表达式求值的过程对于编译器和解析器的设计至关重要。在中缀表达式中,我们通常遇到的操作数(如数字和变量)、运算符(如加减乘除、比较和逻辑运算符)以及界限符(如括号和分隔符)共同构建了一个数学逻辑结构。 数据结构是计算机科学的核心组成部分,它研究如何组织和管理数据以优化数据的存储、访问和操作。在数据结构的框架下,常见的算法包括但不限于: 1. **线性表上的常见算法**:这些算法通常涉及到数组和链表,如查找、插入、删除和排序等操作。例如,对于数组,我们可以设计查找算法(如顺序查找和二分查找)来快速定位特定元素。 2. **基于队列的常见算法**:队列在处理任务序列或者后进先出(LIFO)的应用中非常有用,比如广度优先搜索(BFS)算法。 3. **基于栈的常见算法**:栈作为后进先出的数据结构,用于实现递归调用、函数调用堆栈、表达式求值等场景。例如,中缀表达式转后缀表达式(也称为逆波兰表示法,RPN)就是利用栈来逐步转换和求值的典型例子。 给出的代码片段展示了两种不同的多项式求值模板,`TPoly1`和`TPoly2`,它们分别采用不同的方法来计算多项式。`TPoly1`使用迭代法,通过乘法运算逐项累加;而`TPoly2`则是从高次项开始,每次乘以当前的x值再累加,直至最低次项。这两种方法都是利用了栈来存储中间结果,最后得到多项式的值。 动态一维数组的创建是内存管理的基础,展示了两种方式:一是使用指针变量,动态分配内存,然后读取用户输入填充数组,最后释放内存;二是利用C++标准库中的`std::vector`,这是一种动态数组,方便管理数组大小,用户输入同样用于填充,自动管理内存。 总结来说,中缀表达式求值是数据结构中的一个重要应用场景,展示了栈的高效运用。同时,了解并掌握线性表、队列和栈的基本操作及算法,对于解决实际编程问题具有重要意义。动态数组的创建技巧则是程序设计中必不可少的内存管理技能。通过深入学习和实践这些数据结构和算法,程序员能够更好地理解和构建复杂的软件系统。