栈的应用 ---后缀表达式
来源:互联网 发布:2016淘宝刷单怎么操作 编辑:程序博客网 时间:2024/05/18 09:00
* 后缀表达式
定义:不包含括号,运算符放在两个运算对象的后面,所有的计算按运算符出现的顺序,严格从左向右进行(不再考虑运算符的优先规则,如:(2 + 1) * 3 , 即2 1 + 3 *
举个例子:后缀表达式:9 3 1-3*+ 10 2/+
后缀表达式规则:从左到右遍历表达式的每个数字和符号,遇到是数字就进栈,遇到是符号,就将处于栈顶两个数字出栈,进行运算,运算结果进栈,一直到最终获得结果。
下面是详细的步骤:
1. 初始化一个空栈。此桟用来对要运算的数字进出使用。
2. 后缀表达式中前三个都是数字,所以9、3、1进栈。
3. 接下来是减号“-”,所以将栈中的1出栈作为减数,3出栈作为被减数,并运算3-1得到2,再将2进栈。
4. 接着数字3进栈。
5. 后面是乘法‘*’,也就意味着栈中3和2出栈,2与3相乘,得到6,并将6进栈。
6. 下面是加法‘+’,所以找中6和9出找,9与6相加,得到15,将15进栈。
7. 接着是10与2两数字进栈。
8. 接下来是除法‘/’因此,栈顶的2与10出栈,10与2相除,得到5,将5进栈。
9.最后一个是符号“+”,所以15与5出找并相加,得到20,将20进栈。
9. 结果是20出栈,栈变为空。
以上为进行中缀表达式的基础接下来我们来介绍中缀表达式
*中缀表达式
我们把平时所用的标准四则运算表达式,即“9+(3-1)*3+10/2”叫做中缀表达式。因为所有的运算符号都在两数字的中间,所以我们需要把中缀转化为后缀。
例子:中缀表达式“9+(3-1)3+10/2”转化为后缀表达式“9 3 1-3+ 10 2/+”
中缀表达式规则:从左到右遍历中缀表达式的每个数字和符号,若是数字就输出,即成为后缀表达式的一部分;若是符号,则判断其与栈顶符号的优先级,是右括号或优先级低于找顶符号(乘除优先加减)则栈顶元素依次出找并输出,并将当前符号进栈,一直到最终输出后缀表达式为止。
步骤:
1. 初始化一空栈,用来对符号进出栈使用。
2. 第一个字符是数字9,输出9,后面是符号“+”,进栈。
3. 第三个字符是“(”,依然是符号,因其只是左括号,还未配对,故进栈。
4. 第四个字符是数字3,输出,总表达式为9 3,接着是“-”进栈。
5. 接下来是数字1,输出,总表达式为9 3 1,后面是符号“)”,此时,我们需要去匹配此前的“(”,所以栈顶依次出栈,并输出,直到“(”出栈为止。此时左括号上方只有“-”,因此输出“-”,总的输出表达式为9 3 1 -
6. 接着是数字3,输出,总的表达式为9 3 1 - 3 。紧接着是符号“”,因为此时的栈顶符号为“+”号,优先级低于“”,因此不输出,进栈。
7. 之后是符号“+”,此时当前栈顶元素比这个“+”的优先级高,因此栈中元素出栈并输出(没有比“+”号更低的优先级,所以全部出栈),总输出表达式为 9 3 1 - 3 * +.然后将当前这个符号“+”进栈。也就是说,前6张图的栈底的“+”是指中缀表达式中开头的9后面那个“+”,而下图中的栈底(也是栈顶)的“+”是指“9+(3-1)*3+”中的最后一个“+”。
8. 紧接着数字10,输出,总表达式变为9 3 1-3 * + 10。
- 最后一个数字2,输出,总的表达式为 9 3 1-3*+ 10 2
- 因已经到最后,所以将栈中符号全部出栈并输出。最终输出的后缀表达式结果为 9 3 1-3*+ 10 2/+
以上就是为对后缀表达式的介绍是不是理解了许多
一下为完整的中缀表达式代码:
#include<math.h>#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<string.h>#define MaxSize 10000struct StackOp///存取运算符的栈{ char op[MaxSize]; int top;} stackop;struct StackNum///存取的操作数的栈{ double num[MaxSize]; int top;} stacknum;int GetLevel(char op)///得到运算符的优先等级{ if(op=='+'||op=='-') return 1; if(op=='*'||op=='/') return 2; if(op == '^') return 3; return 0;}double Add(double a,double b)///加法运算{ return a+b;}double Sub(double a,double b)///减法运算{ return a-b;}double Multi(double a,double b)///乘法运算{ return a*b;}int Div(double a,double b,double *result)///除法运算{ if(b==0) return 0; *result=a/b; return 1;}double Pow(double a, double b)///乘法运算{ return powf(a, b);}int Calculate(double a,double b,char op,double *result)///用于对两个数进行运算{ switch(op) { case '+': *result=Add(a,b); return 1; case '-': *result=Sub(a,b); return 1; case '*': *result=Multi(a,b); return 1; case '/': return Div(a,b,result); case '^': *result = Pow(a, b); return 1; default: return 0; }}void GetRpn(char *str,char *rpn)///得到逆波兰表达式(后缀表达式){ int len=strlen(str),cnt=0,i; int isnum=0;///标记是否是一个数 stackop.top=-1; ///如果末尾有'='先将'='去掉 if(str[len-1]=='=') len--; ///如果第一个是'-',将虚设的前置0先入操作栈 if(str[0]=='-') { rpn[cnt++]='0'; rpn[cnt++]='#'; } for(i=0; i<len; i++) { if(str[i]>='0'&&str[i]<='9'||str[i]=='.') { rpn[cnt++]=str[i]; isnum=1;///标记前一个是否为数字 continue; } if(isnum) { rpn[cnt++]='#'; isnum=0; } ///如果是'(''-',先将虚设的前置0入操作栈 if(str[i]=='('&&str[i+1]=='-') { rpn[cnt++]='0'; rpn[cnt++]='#'; } ///'('直接入运算符的栈 if(str[i]=='(') stackop.op[++stackop.top]=str[i]; ///遇到')'运算符依次出栈,直到遇到与之匹配的'(' else if(str[i]==')') { while(stackop.op[stackop.top]!='(') { rpn[cnt++]=stackop.op[stackop.top]; stackop.top--; } ///'('出栈 stackop.top--; } ///运算符的栈不为空,且现有运算符的优先级<=栈顶运算符打的优先级,栈顶运算符出栈 else if(stackop.top!=-1&&GetLevel(str[i])<=GetLevel(stackop.op[stackop.top])) { while(stackop.top!=-1&&GetLevel(str[i])<=GetLevel(stackop.op[stackop.top])) { rpn[cnt++]=stackop.op[stackop.top]; stackop.top--; } ///将当前运算符入运算符的栈 stackop.op[++stackop.top]=str[i]; } ///如果当前运算符的优先级>栈顶运算符打的优先级,直接入运算符的栈 else stackop.op[++stackop.top]=str[i]; } ///最后一个如果是数,也应该做分割做标记 if(isnum) rpn[cnt++]='#'; ///操作数已经取完,如果运算符的栈不为空,运算符应该依次出栈 while(stackop.top!=-1) { rpn[cnt++]=stackop.op[stackop.top]; stackop.top--; } rpn[cnt]='\0';}int GetAns(char *rpn,double *result){ int len=strlen(rpn),i; double fnum; int num,cnt; stacknum.top=-1; for(i=0; i<len; i++) { if(rpn[i]>='0'&&rpn[i]<='9') { num=cnt=0; fnum=0; //整数部分 while(rpn[i]!='#'&&rpn[i]!='.') { num=num*10+rpn[i]-'0'; i++; } ///小数部分 if(rpn[i]=='.') { i++; while(rpn[i]!='#') { fnum=fnum+(rpn[i]-'0')*1.0/powl(10,++cnt); i++; } } fnum+=num; stacknum.num[++stacknum.top]=fnum; } ///如果是运算符,取出两个数进行运算 else { double a,b,c; b=stacknum.num[stacknum.top]; stacknum.top--; a=stacknum.num[stacknum.top]; stacknum.top--; if(Calculate(a,b,rpn[i],&c)==0) { ///计算失败 printf("除数不能为零!!!\n"); return 0; } else stacknum.num[++stacknum.top]=c; } } *result=stacknum.num[stacknum.top]; return 1;}int main(){ char str[MaxSize],rpn[MaxSize]; double result; while(gets(str)!=NULL) { GetRpn(str,rpn); printf("逆波兰表达式为:"); printf("%s\n",rpn); if(GetAns(rpn,&result)) printf("%.2f\n",result); } return 0;}
以下为一道习题:
参考代码如下:
http://paste.ubuntu.com/24406923/
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