中缀表达式转后缀表达式的转换艺术算法原理与方法

暂无作者 2025-02-18

表达式在计算机科学中扮演着越来越重要的角色。中缀表达式和后缀表达式是两种常见的表达式表示形式。中缀表达式(也称为 infix 表达式)遵循传统的数学运算符书写习惯,例如:2 + 3 4。而后缀表达式(也称为 postfix 表达式),又称为逆波兰表示法(Reverse Polish Notation,RPN),运算符位于其运算对象之后,如:2 3 4 +。本文将重点探讨中缀表达式转后缀表达式的算法原理与实践解析,以期为相关领域的读者提供有益的参考。

一、中缀表达式转后缀表达式算法原理

中缀表达式转后缀表达式的转换艺术算法原理与方法 英文谷歌算法

1. 算法概述

中缀表达式转后缀表达式算法主要利用栈(Stack)这一数据结构来实现。算法步骤如下:

(1)初始化一个空栈和一个空的后缀表达式字符串;

(2)从左至右遍历中缀表达式中的每个字符;

(3)若字符为操作数,则将其添加到后缀表达式字符串中;

(4)若字符为运算符,则根据运算符的优先级进行如下操作:

a. 若栈为空或栈顶元素为左括号“(”,则将运算符入栈;

b. 若栈顶元素为运算符,且优先级高于当前运算符,则将栈顶元素出栈并添加到后缀表达式字符串中;

c. 若栈顶元素为运算符,且优先级低于或等于当前运算符,则将当前运算符入栈;

(5)若字符为左括号“(”,则将其入栈;

(6)若字符为右括号“)”,则将栈中所有元素出栈并添加到后缀表达式字符串中,直到遇到左括号“(”,然后删除左括号;

(7)遍历完成后,将栈中剩余的运算符依次出栈并添加到后缀表达式字符串中。

2. 算法实现

以下是用 Python 语言实现的中缀表达式转后缀表达式算法:

```python

def infix_to_postfix(expression):

precedence = {'+': 1, '-': 1, '': 2, '/': 2, '^': 3}

stack = []

postfix = []

for char in expression:

if char.isdigit():

postfix.append(char)

elif char in precedence:

while stack and precedence[char] <= precedence.get(stack[-1], 0):

postfix.append(stack.pop())

stack.append(char)

elif char == '(':

stack.append(char)

elif char == ')':

while stack and stack[-1] != '(':

postfix.append(stack.pop())

stack.pop()

while stack:

postfix.append(stack.pop())

return ''.join(postfix)

示例

expression = \

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