中缀转后缀表达式思路分析和代码实现

中缀表达式转换为后缀表达式

大家看到,后缀表达式适合计算式进行运算,但是人却不太容易写出来,尤其是表达式很长的情况下,因此在开发中,我们需要将 中缀表达式转成后缀表达式。

具体步骤如下:

  1. 初始化两个栈:运算符栈s1和储存中间结果的栈s2;
  2. 从左至右扫描中缀表达式;
  3. 遇到操作数时,将其压s2;
  4. 遇到运算符时,比较其与s1栈顶运算符的优先级:
    1. 如果s1为空,或栈顶运算符为左括号“(”,则直接将此运算符入栈;
    2. 否则,若优先级比栈顶运算符的高,也将运算符压入s1;
    3. 否则,将s1栈顶的运算符弹出并压入到s2中,再次转到(4-1)与s1中新的栈顶运算符相比较;
  5. 遇到括号时:(1) 如果是左括号“(”,则直接压入s1(2) 如果是右括号“)”,则依次弹出s1栈顶的运算符,并压入s2,直到遇到左括号为止,此时将这一对括号丢弃
  6. 重复步骤2至5,直到表达式的最右边
  7. 将s1中剩余的运算符依次弹出并压入s2
  8. 依次弹出s2中的元素并输出,结果的逆序即为中缀表达式对应的后缀表达式

哔哩哔哩动画

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举例说明:

将中缀表达式“1+((2+3)×4)-5”转换为后缀表达式的过程如下

因此结果为 "1 2 3 + 4 × + 5 –"

扫描到的元素 s2(栈底->栈顶) s1 (栈底->栈顶) 说明
1 1 数字,直接入栈
+ 1 + s1为空,运算符直接入栈
( 1 + ( 左括号,直接入栈
( 1 + ( ( 同上
2 1 2 + ( ( 数字
+ 1 2 + ( ( + s1栈顶为左括号,运算符直接入栈
3 1 2 3 + ( ( + 数字
) 1 2 3 + + ( 右括号,弹出运算符直至遇到左括号
× 1 2 3 + + ( × s1栈顶为左括号,运算符直接入栈
4 1 2 3 + 4 + ( × 数字
) 1 2 3 + 4 × + 右括号,弹出运算符直至遇到左括号
- 1 2 3 + 4 × + - -与+优先级相同,因此弹出+,再压入-
5 1 2 3 + 4 × + 5 - 数字
到达最右端 1 2 3 + 4 × + 5 - s1中剩余的运算符

img

至于这个是怎么想出来的,这个你得问那些秃头的大佬

先写一个方法将这个中缀表达式转换为对应的list

//方法:将 中缀表达式转成对应的List
//  s="1+((2+3)×4)-5";
public static List<String> toInfixExpressionList(String s) {
    //定义一个List,存放中缀表达式 对应的内容
    List<String> ls = new ArrayList<String>();
    int i = 0; //这个是一个指针,用于遍历 中缀表达式字符串
    String str; // 对多位数的拼接
    char c; // 每遍历到一个字符,就放入到c
    do {
        //如果c是一个非数字,我需要加入到ls
        if((c=s.charAt(i)) < 48 ||  (c=s.charAt(i)) > 57) {
            ls.add("" + c);
            i++; //i需要后移
        } else { //如果是一个数,需要考虑多位数
            str = ""; //先将str 置成"" '0'[48]->'9'[57]
            while(i < s.length() && (c=s.charAt(i)) >= 48 && (c=s.charAt(i)) <= 57) {
                str += c;//拼接
                i++;
            }
            ls.add(str);
        }
    }while(i < s.length());
    return ls;//返回
}

在写一个方法

    //即 ArrayList [1,+,(,(,2,+,3,),*,4,),-,5]  =》 ArrayList [1,2,3,+,4,*,+,5,–]
    //方法:将得到的中缀表达式对应的List => 后缀表达式对应的List
    public static List<String> parseSuffixExpreesionList(List<String> ls) {
        //定义两个栈
        Stack<String> s1 = new Stack<String>(); // 符号栈
        //说明:因为s2 这个栈,在整个转换过程中,没有pop操作,而且后面我们还需要逆序输出
        //因此比较麻烦,这里我们就不用 Stack<String> 直接使用 List<String> s2
        //Stack<String> s2 = new Stack<String>(); // 储存中间结果的栈s2
        List<String> s2 = new ArrayList<String>(); // 储存中间结果的Lists2

        //遍历ls
        for(String item: ls) {
            //如果是一个数,加入s2
            if(item.matches("\\d+")) {  // 这里用一个正则表达式
                s2.add(item);
            } else if (item.equals("(")) {
                s1.push(item);
            } else if (item.equals(")")) {
                //如果是右括号“)”,则依次弹出s1栈顶的运算符,并压入s2,直到遇到左括号为止,此时将这一对括号丢弃
                while(!s1.peek().equals("(")) {
                    s2.add(s1.pop());
                }
                s1.pop();//!!! 将 ( 弹出 s1栈, 消除小括号
            } else {
                //当item的优先级小于等于s1栈顶运算符, 将s1栈顶的运算符弹出并加入到s2中,再次转到(4.1)与s1中新的栈顶运算符相比较
                //问题:我们缺少一个比较优先级高低的方法
                while(s1.size() != 0 && Operation.getValue(s1.peek()) >= Operation.getValue(item) ) {
                    s2.add(s1.pop());   // 秒啊,将s1的拿出来放到s2里面
                }
                //还需要将item压入栈
                s1.push(item);
            }
        }

        //将s1中剩余的运算符依次弹出并加入s2
        while(s1.size() != 0) {
            s2.add(s1.pop());
        }

        return s2; //注意因为是存放到List, 因此按顺序输出就是对应的后缀表达式对应的List

    }

s2这个栈,没有弹出栈的操作,所以不用也罢

这里我们用ArrayList来替换掉,即可,哦哦

很多书上,他整个这个在为了讲解这个栈,他

硬要用栈,就,就离谱,这里我们灵活运用,嗯

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秋叶夏风
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