前中后缀表达式以及表达式树

中缀表达式就是我们平时喜闻乐见的形式：二元运算符在中间，它的两个操作数在两侧：

a + b * c + ( d * e + f ) * g

后缀和前缀表达式，顾名思义就是把运算符分别放在前面或者后面，注意没有括号，手工转换方法是按运算顺序添加括号，然后把相应的运算符置于相应的括号的前或后，如：

((a + ( b * c)) + (((d * e) + f) * g))

放到前面有：

+(+(a*(b c))*(+((*(d e))f)g))

放到后面有：
((a(b c)*)+(((d e)*f)+g)*)+

去掉括号，前缀表示式为：
++a*bc*+*defg

后缀表达式为：
abc*+de*f+g*+

很明显地可以看到他们和中缀表达式的区别在于，他们的优先级信息蕴含在式子里，不需要额外的括号，求值方法是。对于前缀表达式：

从右向左扫描式子，从右边第一个字符开始判断，如果当前字符是数字则一直到数字串的末尾再记录下来，如果是运算符，则将右边离得最近的两个“数字串”作相应的运算，以此作为一个新的“数字串”并记录下来。一直扫描到表达式的最左端时，最后运算的值也就是表达式的值。

对于后缀表达式，原理是一样的，只是读取表达式的方向相反，从左向右扫描表达式。

两种方式都很容易地用栈来实现，因此，计算机通常才用这种方式来计算

表达式树，即把表达式组织成一棵树，以操作符为根节点，操作数为叶子，递归地组织即可。容易知道，对表达式树分别进行前中后遍历即可分别得到前中后缀表达式。

中缀表达式和后缀表达式之间的转换

借助于栈，实现很简单

1、如果遇见右括号，就弹出栈中元素，直到遇到左括号

2、遇到运算符，则与栈顶的当前运算符比较。高于栈顶则入栈，否则出栈，直到栈顶运算符的优先级比它低。对于左括号，直接入栈

3、遇到操作数，则直接写到后缀表达式里。

实现如下：

int infix_to_postfix(char *in, char *post, Stack* st){int infix_len = strlen(in), i, j;for (i = 0, j = 0; i < infix_len; i++){if (isdigit(in[i]) || isalpha(in[i])) {post[j++] = in[i];}else if (in[i] == '(') {push(&st, in[i]);}else if (in[i] == ')') {while (check_top(st) != '('){post[j++] = pop(&st);}pop(&st);}else {//pop if the operator's priority is less or equal than the topwhile (!isempty_stack(st) && check_top(st) != '(' && get_priority(in[i]) <= get_priority(check_top(st))){post[j++] = pop(&st);}push(&st, in[i]);}}while (!isempty_stack(st)){post[j++] = pop(&st);}}

中缀和前缀表达式的转换

基本类似与中缀与后缀，只不过是倒序读入。并在结束后，倒序输出：

1、如果遇见左括号，就弹出栈中元素，直到遇到右括号

2、遇到运算符，则与栈顶的当前运算符比较。高于栈顶则入栈，否则出栈，直到栈顶运算符的优先级不比它低（包括相等）。对于右括号，直接入栈

3、遇到操作数，则直接写到前缀表达式里。

实现如下：

int infix_to_prefix(char *in, char *pre, Stack* st){reverse_str(in);int infix_len = strlen(in), i, j;for (i = 0, j = 0; i < infix_len; i++){if (isdigit(in[i]) || isalpha(in[i])) {pre[j++] = in[i];}else if (in[i] == ')') {push(&st, in[i]);}else if (in[i] == '(') {while (check_top(st) != ')'){pre[j++] = pop(&st);}pop(&st);}else {//pop if the operator's priority is less than the topwhile (!isempty_stack(st) && check_top(st) != ')' && get_priority(in[i]) < get_priority(check_top(st))){pre[j++] = pop(&st);}push(&st, in[i]);}}while (!isempty_stack(st)){pre[j++] = pop(&st);}reverse_str(pre);}

通过后缀表达式生成表达式树的方式和计算后缀表达式类似：从左向右扫描，读到操作数则生成叶子节点，读到每个操作符，出栈两个，同时操作符作父节点，组合成一个树，然后父节点进栈，依次类推，实现如下：

Bintree_node* postfix_to_tree (char *s, Stack* st){char *p;int len = strlen(s), i;Bintree_node * p_node, *op1, *op2;for (p = s, i = 0; i < len; i++){//while (*(p+i) == ' ') i++;if (isdigit(*(p+i))) {p_node = (Bintree_node*)malloc(sizeof(Bintree_node));p_node -> ele = *(p+i);p_node -> left = NULL;p_node -> right = NULL;push(&st, p_node);}else if (*(p+i) == '+' || *(p+i) == '*' || *(p+i) == '/' || *(p+i) == '-') {op1 = pop(&st);op2 = pop(&st);p_node = (Bintree_node*)malloc(sizeof(Bintree_node));p_node -> ele = *(p+i);p_node -> left = op2;p_node -> right = op1;push(&st, p_node);}}return pop(&st);}