前綴運算式
前綴運算式(波蘭式)是一種沒有括號的算術運算式,與中綴運算式不同的是,其將運算子寫在前面,運算元寫在后面,即二元運算子總是置于與之相關的兩個運算物件之前,
中綴運算式
中綴運算式是一個通用的算識訓邏輯公式表示方法, 運算子是以中綴形式處于運算元的中間(如:1+2),也就是我們平時常用的算術表示方法,
后綴運算式
后綴運算式(逆波蘭式)則是將運算子置于與之相關的兩個運算物件之后,
前綴運算式和后綴運算式求值
前綴運算式求值
從右至左掃描運算式
遇到數字時,將數字壓入堆疊,遇到運算子時,彈出堆疊頂的兩個數,用運算子對它們做相應的計算(堆疊頂元素 op 次頂元素),并將結果入堆疊
重復上述程序直到運算式最左端,最后運算得出的值即為運算式的結果
示例:
計算前綴運算式的值:+ 1 × - 3 2 4
(1)從右至左掃描,將4,2,3壓入堆疊
(2)遇到-運算子,彈出3和2(3為堆疊頂元素,2為次頂元素),計算3-2的值,得到1,
將1壓入堆疊
(3)遇到×運算子,彈出1和4,計算1×4的值,得到4,將4壓入堆疊
(4)遇到1,將1壓入堆疊
(5)遇到+運算子,彈出1和4,計算1+4的值,得到5為最終結果
后綴運算式求值
與前綴運算式求值類似,不過順序是從左至右掃描運算式
遇到數字時,將數字壓入堆疊,遇到運算子時,彈出堆疊頂的兩個數,用運算子對它們做相應的計算(次頂元素op 堆疊頂元素 ),并將結果入堆疊
重復上述程序直到運算式最右端,最后運算得出的值即為運算式的結果
示例:
計算后綴運算式的值:1 3 2 - 4 × +
(1)從左至右掃描,將1,3,2壓入堆疊
(2)遇到-運算子,2和3彈出,計算3-2(這里注意不是2-3,是次頂元素 op 堆疊頂元素,所以是3-2,下面步驟的求值同理)的值,得到1,將1壓入堆疊
(3)遇到4,將4壓入堆疊
(4)遇到×運算子,彈出4和1,計算1×4的值,得到4,將4壓入堆疊
(5)遇到+運算子,彈出4和1,計算1+4的值,得到5即為最終結果
中綴運算式轉換為前綴運算式、后綴運算式
中綴運算式轉換為前綴運算式
轉換步驟如下:
初始化兩個堆疊:存盤運算子的堆疊1,儲存中間結果的堆疊2
(1)從右至左掃描中綴運算式
(2)遇到運算元時,將其壓入堆疊2
(3)遇到運算子時,比較其與堆疊1的堆疊頂運算子的優先級:
①若是堆疊1為空,或堆疊頂運算子為右括號“)”,則直接將此運算子入堆疊,若優先級比堆疊頂運算子更高或相等,也將運算子壓入堆疊1
②否則,將堆疊1的堆疊頂運算子彈出并壓入到堆疊2中,然后將其再次與堆疊1中新的堆疊頂運算子再次進行優先級的比較
(4)遇到括號時判斷:
①如果是右括號“)”,則直接壓入堆疊1
②如果是左括號“(”,則依次彈出堆疊1堆疊頂的運算子,并壓入堆疊2,直到遇到右括號為止,此時將這一對括號丟棄
(5)重復步驟(1)至(4),直到運算式的最左邊
(6)將堆疊1中剩余的運算子依次彈出并壓入堆疊2,然后依次彈出堆疊2中的元素并輸出,結果即為中綴運算式對應的前綴運算式
中綴運算式轉換為后綴運算式
初始化兩個堆疊:存盤運算子的堆疊1,儲存中間結果的堆疊2;
(1)從左至右掃描中綴運算式
(2)遇到運算元時,將其壓入堆疊2
(3)遇到運算子時,比較其與堆疊1的堆疊頂運算子的優先級:
①若堆疊1為空,或堆疊頂運算子為左括號“(”,則直接將此運算子入堆疊;若優先級比堆疊頂運算子的高,也將運算子壓入堆疊1(注意轉換為前綴運算式時是優先級較高或相同,而這里則不包括相同的情況)
②否則,將堆疊1的堆疊頂運算子彈出并壓入到堆疊2中,然后將其與堆疊1中新的堆疊頂運算子再次進行優先級的比較
(4)遇到括號時判斷:
①如果是左括號“(”,則直接壓入堆疊1
②如果是右括號“)”,則依次彈出堆疊1堆疊頂的運算子,并壓入堆疊2,直到遇到左括號為止,此時將這一對括號丟棄
(5)重復步驟(1)至(4),直到運算式的最右邊
(6)將堆疊1中剩余的運算子依次彈出并壓入堆疊2.依次彈出堆疊2中的元素并輸出,結果的逆序即為中綴運算式對應的后綴運算式(注意轉換為前綴運算式時不用逆序)
對于我們平時求中綴運算式轉換前綴運算式、后綴運算式,可以用下面這種簡單方便的方法得到結果:
(1)按照運算子的優先級對所有的運算單位加括號
(2)將運算子移動到其對應括號的前面(前綴運算式)或后面(后綴運算式),然后去掉所有括號,便可得到前綴或后綴運算式
示例:
中綴運算式為:1+(3-2)×4
加上括號后:( 1 + ( ( 3 - 2 ) × 4 ) )
將所有運算子移動到其對應的括號前面: + ( 1 × ( - ( 3 2 ) 4 ) )
去掉所有括號得到前綴運算式:+ 1 × - 3 2 4
同理可求后綴運算式:
將所有運算子移動到其對應的括號后面:( 1 ( ( 3 2 ) - 4 ) × ) +
去掉所有括號得到后綴運算式:1 3 2 - 4 × +
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