python数据结构与算法 11 后缀表达式求值
来源:互联网 发布:快速排序java实现 编辑:程序博客网 时间:2024/05/18 18:00
从本节开始,删除原版的英文,直接发译后的文稿。
后缀表达式求值
栈的最一个应用例子,计算一个后缀表达式的值。这个例子中仍然用栈的数据结构。不过,当扫描表达式的时候,这次是操作数压栈等待,不是转换算法中那样让操作符等待。另一条思路是,无论何时看到输入一个操作符,最近的两个操作数就是操作对象。
为了说清楚一点,考虑表达式 4 5 6 * +。从左到右扫描时,首先得到4和5,不过此时,并不知道怎样处理这两个数,直到看到后面的操作符。所以要把这两个数先压栈,得到操作符以后再出栈。
这个例子中,下一个符号仍然是操作数,所以照旧压栈,并检查下一个。现在看到操作符*,这意味着最近两个操作数要用来做乘法。出栈两次,得到两个操作数并相乘(在本例中是结果是30)
这个计算结果要压回到栈内,并作为下一个操作符的对象。当最后一个操作符工作结束,栈内应该只有一个数值,出栈并作为计算结果返回。图10显示了这个求值过程中,栈内容的变化。
图11显示了一个稍微复杂的表达式求值过程。 7 8 + 3 2 + /。这个例子中有两点要注意。第一,栈的大小,随着子表达式的计算过程而膨胀,收缩,再膨胀。第二,除法操作符要小心处理,因为后缀表达式的操作数顺序不变,但当两个操作数出栈时,顺序反了。因为除法不支持交换律,所以15/5与5/15不同,必须保证顺序没有交错。
算法假定后缀表达式是一系列被空格分隔的字符,操作符是 * /+ -,操作数假定是一位整数。最终结果也是整数。
1 建立一个空栈,operandStack
2 字符串使用split转为列表
3 从左到右检索列表
如果是操作数,字符转为整数,压栈
如果是操作符,出栈两次。第一次出栈的是第二个操作数,第二次出栈的是第一个操作数。计算结果,并压回栈。
4 检索结束,出栈结果就是返回值。
完整的函数代码如下,其中的doMath是算法辅助函数,定义为两个操作数和一个操作符的计算。
from pythonds.basic.stack import Stack def postfixEval(postfixExpr): operandStack = Stack() tokenList =postfixExpr.split() for token in tokenList: if token in"0123456789": operandStack.push(int(token)) else: operand2 =operandStack.pop() operand1 =operandStack.pop() result =doMath(token,operand1,operand2) operandStack.push(result) return operandStack.pop() def doMath(op, op1, op2): if op == "*": return op1 * op2 elif op == "/": return op1 / op2 elif op == "+": return op1 + op2 else: return op1 - op2 print(postfixEval('7 8 + 3 2 + /'))
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