前缀表达式、中缀表达式和后缀表达式
前缀、中缀、后缀表达式
前缀、中缀、后缀表达式是对表达式的不同记法,其区别在于运算符相对于操作数的位置不同,前缀表达式的运算符位于操作数之前,中缀和后缀同理
举例:
中缀表达式:1 + (2 + 3) × 4 - 5
前缀表达式:- + 1 × + 2 3 4 5
后缀表达式:1 2 3 + 4 × + 5 -
中缀表达式
中缀表达式是⼀种通⽤的算术或逻辑公式表⽰⽅法,操作符以中缀形式处于操作数的中间。中缀表达式是⼈们常⽤的算术表⽰⽅法。
虽然⼈的⼤脑很容易理解与分析中缀表达式,但对计算机来说中缀表达式却是很复杂的,因此计算表达式的值时,通常需
要先将中缀表达式转换为前缀或后缀表达式,然后再进⾏求值。对计算机来说,计算前缀或后缀表达式的值⾮常简单。
前缀表达式
前缀表达式的运算符位于两个相应操作数之前,前缀表达式⼜被称为前缀记法或波兰式
前缀表达式的计算机求值
1. 从右⾄左扫描表达式
2. 遇到数字时,将数字压⼊堆栈,遇到运算符时,弹出栈顶的两个数,⽤运算符对它们做相应的计算(栈顶元素 op 次
顶元素),并将结果⼊栈
3. 重复上述过程直到表达式最左端,最后运算得出的值即为表达式的结果
⽰例:
计算前缀表达式的值:- + 1 × + 2 3 4 5
1. 从右⾄左扫描,将5,4,3,2压⼊堆栈;
2)遇到+运算符,弹出2和3(2为栈顶元素,3为次顶元素),计算2+3的值,得到5,将5压⼊栈;
3)遇到×运算符,弹出5和4,计算5×4的值,得到20,将20压⼊栈;
4)遇到1,将1压⼊栈;
5)遇到+运算符,弹出1和20,计算1+20的值,得到21,将21压⼊栈;
6)遇到-运算符,弹出21和5,计算21-5的值,得到16为最终结果
可以看到,⽤计算机计算前缀表达式是⾮常容易的,不像计算后缀表达式需要使⽤正则匹配
后缀表达式
后缀表达式与前缀表达式类似,只是运算符位于两个相应操作数之后,后缀表达式也被称为后缀记法或逆波兰式
后缀表达式的计算机求值
与前缀表达式类似,只是顺序是从左⾄右:
1. 从左⾄右扫描表达式
2. 遇到数字时,将数字压⼊堆栈,遇到运算符时,弹出栈顶的两个数,⽤运算符对它们做相应的计算(次顶元素op 栈顶
元素 ),并将结果⼊栈
3. 重复上述过程直到表达式最右端,最后运算得出的值即为表达式的结果
⽰例:
计算
计算后缀表达式的值:1 2 3 + 4 × + 5 -
1)从左⾄右扫描,将1,2,3压⼊栈;
2)遇到+运算符,3和2弹出,计算2+3的值,得到5,将5压⼊栈;
3)遇到4,将4压⼊栈
4)遇到×运算符,弹出4和5,计算5×4的值,得到20,将20压⼊栈;
5)遇到+运算符,弹出20和1,计算1+20的值,得到21,将21压⼊栈;
6)遇到5,将5压⼊栈;
7)遇到-运算符,弹出5和21,计算21-5的值,得到16为最终结果
中缀表达式转化为前缀和后缀表达式
转化步骤:
1. 按照运算符的优先级对所有的运算单位加括号
2. 将运算符移动到对应括号的前⾯(前缀表达式)或后⾯(后缀表达式)
正则匹配后缀后3. 去掉括号,得到前缀或后缀表达式
⽰例:
中缀表达式:1+(2+3)×4-5
1)加括号
式⼦变成 ((1+((2+3)×4))-5)
2)移动运算符
对于前缀表达式,变成了 -(+(1×(+(23)4))5)
对于后缀表达式:变成了((1((23)+4)×)+5)-
3)去掉括号
前缀表达式: - + 1 × + 2 3 4 5
后缀表达式:1 2 3 + 4 × + 5 -
⼩结
前缀、中缀、后缀是根据运算符与操作数的相对位置来划分的
中缀表达式符合⼈的计算习惯,⽽前缀和后缀表达式适合计算机计算
前缀表达式和后缀表达式计算的时候都是从⼀个⽅向扫描表达式,遇到数字压⼊栈,遇到运算符弹出栈顶的两个数进⾏运算并将结果⼊栈,重复知道结束
前缀和后缀表达式已经内在地包含运算顺序,因此不⽤括号来确定优先级

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