《数据结构和算法》之中缀表达式、后缀表达式转换

    xiaoxiao2021-03-25  106

    一,在上篇博文中讨论了逆波兰表达式的计算问题,在这里讨论一下中缀表达式如何转换为后缀表达式

           问题示例:如何将1+(2-3)*4+10/5 转换为后缀表达式 1 2 3 - 4 * + 10 5 / +这样的输出

           问题分析:

           第一步,首先遇到第一个输入是数字1,数字在后缀表达式中都是直接输出,接着是符号“+”入栈

                                                  

           第二步,第三个字符是“(”,依然是符号,这个时候将此符号入栈,接着是数字2,直接输出,然后是符号“-”,这个时候符号仍然入栈

                                                      

         第三步,接下来是数字3,输出,紧跟着是“)”,此时,我们需要匹配栈里的“(”,然后再匹配前将栈顶数据依次出栈:

                                               

         第四步,紧接着是符号“*”,直接入栈:

                                                

          第五步,遇到数字4,直接输出,之后是符号“+”,此时栈顶元素是符号“*”,按照先乘除后加减原理,此时栈顶的乘号优先级比即将入栈的加号要大,所以出栈。而栈中的第二个元素是加号,按照先到先后的原则,这个时候“+”也要出栈。

                                               

           第六步,紧接着是数字10,直接输出,最后是符号“/”,进栈:

                                              

          第七步,最后一个数字5,这个时候直接输出5,但是栈里仍然有数据,此时可以将栈中符号依次出栈。

    二,代码分析:

                     

    #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <ctype.h> #define STACK_INIT_SIZE 20 #define STACKINCREMENT 10 #define MAXBUFFER 10 typedef char ElemType; typedef struct { ElemType *base; ElemType *top; int stackSize; }sqStack; void InitStack(sqStack *s) { s->base = (ElemType *)malloc(STACK_INIT_SIZE * sizeof(ElemType)); if( !s->base ) exit(0); s->top = s->base; s->stackSize = STACK_INIT_SIZE; } void Push(sqStack *s, ElemType e) { //如果栈满一定要增加空间,所以在之前要做一个判断 if( s->top - s->base >= s->stackSize) { s->base = (ElemType *)realloc(s->base, (s->stackSize + STACKINCREMENT)* sizeof(ElemType)); if(!s->base) exit(0); s->top = s->base + s->stackSize; s->stackSize = s->stackSize + STACKINCREMENT; } *(s->top) = e; s->top++; } void Pop(sqStack *s, ElemType *e) { if( s->top == s->base) return; *e = *--(s->top); //将栈顶元素弹出并修改栈顶指针 } int StackLen(sqStack s) { return (s.top - s.base); } int main() { sqStack s; ElemType c,e; InitStack( &s ); printf("请输入中缀表达式,以#为结束标志:"); scanf("%c", &c); while( c != '#') { if( c >= '0' && c <= '9') { printf("%c", c); } else if( ')' == c ) { Pop(&s, &e); while('(' != e) { printf("%c", e); Pop(&s, &e); } } else if( '+' == c || '-' == c) { if( !StackLen(s) ) { Push(&s, c); } else { do { Pop(&s, &e); if( '(' == e) { Push(&s, e); } else { printf("%c", e); } }while( StackLen(s) && '(' != e); Push(&s, c); } } else if( '*' == c || '/' == c || '(' == c) { Push(&s, c); } else { printf("输入错误,请重新输入!\n"); return -1; } scanf("%c", &c); } while( StackLen(s)) { Pop( &s, &e); printf("%c", e); } return 0; }

                  最后的结果

                                      

               大家可以看到这样的结果直接连在一起了,很难分辨出来是123还是1 2 3,这个时候就要在输出做一个改动,将printf("%c"改为printf("%c ",加了一个空格,但是出现了这样的结果:

                                         

                  这样可以看到10被拆分成了1 0,显然这样是不合理的。此时再修改程序,将主函数main修改如下:

                            

    int main() { sqStack s; ElemType c,e; InitStack( &s ); printf("请输入中缀表达式,以#为结束标志:"); scanf("%c", &c); while( c != '#') { while( c >= '0' && c <= '9') { printf("%c", c); scanf("%c",&c); if( c<'0' || c>'9') { printf(" "); } } if( ')' == c ) { Pop(&s, &e); while('(' != e) { printf("%c ", e); Pop(&s, &e); } } else if( '+' == c || '-' == c) { if( !StackLen(s) ) { Push(&s, c); } else { do { Pop(&s, &e); if( '(' == e) { Push(&s, e); } else { printf("%c ", e); } }while( StackLen(s) && '(' != e); Push(&s, c); } } else if( '*' == c || '/' == c || '(' == c) { Push(&s, c); } else if( '#' == c) { break; } else { printf("输入错误,请重新输入!\n"); return -1; } scanf("%c", &c); } while( StackLen(s)) { Pop( &s, &e); printf("%c ", e); } return 0; }

                 最终得出想要的满意结果:

                                      

                       

                                  

                                   

    
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