C++逆波兰表达式递归
逆波兰表达式,也叫后缀表达式,是一种比较常用的表达式表示方法。逆波兰表达式将操作符放在操作数的后面,因此不需要考虑运算符的优先级和括号的问题。例如,正常的中缀表达式"1+2*3"在逆波兰表达式中就可以表示为"1 2 3 * +"。在这篇文章中,我们将会介绍如何用递归的方式来实现C++逆波兰表达式的计算。
1.递归函数
我们首先需要定义一个递归函数来计算逆波兰表达式。这个递归函数需要接受一个字符串(逆波兰表达式)作为参数,并返回一个整数(表达式的计算结果)。递归函数的整体框架如下:
int evaluate(string expression) {
// 在这里实现递归函数
}
我们需要在函数中实现递归计算逆波兰表达式的功能。
2.处理长度为1的表达式
递归函数的第一步是检查表达式的长度。如果表达式的长度为1,则表明该表达式是操作数,可以直接返回该值。我们可以通过下面的代码来实现这一步:
if (expression.length() == 1) {
return stoi(expression); // 将字符串转换为整数
}
在这里,我们使用了stoi函数将一个字符串转换为整数。由于表达式的长度为1,我们可以将该字符串作为整数直接返回。
3.处理长度大于1的表达式
如果表达式的长度大于1,那么该表达式一定是一个操作符和两个操作数的组合,此时我们需要到该操作符,并对两个操作数进行计算。我们可以通过下面的代码来到操作符:
char op = expression.back(); // 到操作符
expression.pop_back(); // 删掉操作符
字符串长度的正确表示在这里,我们使用了back()函数来获取字符串的最后一个字符,也就是操作符。同时,我们使用了pop_back()函数来删掉该操作符,这样原来的字符串中就只剩下操作数了。
接下来,我们需要到这两个操作数。到操作数的方法与到操作符的方法类似。我们可以通过下面的代码来实现:
int operand1 = evaluate(expression); // 到第一个操作数
int operand2 = evaluate(expression); // 到第二个操作数
在这里,由于我们已经删掉了操作符,剩下的字符串中就只有两个操作数了。因此,我们可以通过递归的方式来分别计算这两个操作数。
到这里为止,我们已经到了操作符和两个操作数,接下来就可以进行计算了。我们可以使用下面的代码来实现:
if (op == '+') {
return operand2 + operand1; // 加法
} else if (op == '-') {
return operand2 - operand1; // 减法
} else if (op == '*') {
return operand2 * operand1; // 乘法
} else if (op == '/') {
return operand2 / operand1; // 除法
}
在这里,我们根据操作符的类型,分别进行加、减、乘、除的计算。
4.完整的递归函数
将上述步骤整合起来,我们就可以得到完整的递归函数。函数的完整代码如下:
int evaluate(string expression) {
if (expression.length() == 1) {
return stoi(expression);
}
char op = expression.back();
expression.pop_back();
int operand1 = evaluate(expression);
int operand2 = evaluate(expression);
if (op == '+') {
return operand2 + operand1;
} else if (op == '-') {
return operand2 - operand1;
} else if (op == '*') {
return operand2 * operand1;
} else if (op == '/') {
return operand2 / operand1;
}
}
5.测试代码
最后,我们可以使用一些测试数据来验证我们的递归函数是否能够正确地计算逆波兰表达式。下面是一些测试数据:
string expr1 = "2 3 +"; // 2+3=5
string expr2 = "3 4 - 5 +"; // 3-4+5=4
string expr3 = "2 3 * 4 /"; // (2*3)/4=1
string expr4 = "6 2 1 + *"; // 6*(2+1)=18
cout << evaluate(expr1) << endl; // 5
cout << evaluate(expr2) << endl; // 4
cout << evaluate(expr3) << endl; // 1
cout << evaluate(expr4) << endl; // 18
通过上述测试代码,我们可以验证我们的递归函数能够正确地计算逆波兰表达式。
6.总结
在本文中,我们介绍了如何使用递归的方式来实现C++逆波兰表达式的计算。我们首先定义一个递归函数,然后根据表达式的长度分别处理长度为1的表达式和长度大于1的表达式。对
于长度为1的表达式,我们直接返回操作数;对于长度大于1的表达式,我们到操作符和两个操作数,然后根据操作符的类型进行计算。最终,我们使用一些测试数据来验证我们的递归函数是否能够正确地计算逆波兰表达式。

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