??在文章中我们已经知道了洳何去实现“栈”这个数据结构,并且介绍了一个它的应用:数的进制转换在本文中,将会介绍栈的第二个应用也就是栈在数学表达式求值中的应用。
??我们分以下几步对数学表达式进行求值
- 中缀表达式转后缀表达式;
先不着急明白上述术语,你看下去就会明白了
??以下是栈的Python实现(),代码如下:
中缀表达式转后缀表达式
??首先我们来看一下数学表达式的三种形式:前缀表达式,中缀表達式后缀表达式。
??**中缀表达式(Infix Expression)**就是我们平时常用的书写方式带有括号。**前缀表达式(Prefix Expression)**要求运算符出现在运算数字的前面**後缀表达式(Postfix Expression)**要求运算符出现在运算数字的后面,一般这两种表达式不出现括号示例如下:
一般在计算机中,为了方便对表达式求值我们需要将熟悉的中缀表达式转化为后缀表达式。
??中缀表达式转后缀表达式的算法如下:
- 创建一个空栈opstack用于储存运算符。创建一個空的列表用于储存输出结果。
- 将输入的中缀表达式(字符串形式)用字符串的split方法转化为一个列表
- 从左到右对该列表进行遍历操作(元素为token),如下:
- 如果token为运算数则将它添加(append)至输出列表中。
- 如果token为左小括号则将它压入(psuh)到opstack中。
- 如果token是右小括号则对opstack进行pop操作,直至对应的左小括号被移出将移出的运算符添加(append)到输出列表的末端。
- 如果token是 *, /, +, -, 中的一个则将其压入(push)到opstack中。注意先要移除那些运算优先级大于等于该token的运算符,并将它们添加到输出列表中
- 当上述过程结果后,检查opstack任何还在opstack中的运算符都应移除,并将移絀的运算符添加(append)到输出列表的末端
??上述过程的完整Python代码如下:
??当把中缀表达式转化为后缀表达式之后,我们再利用栈对后綴表达式求值其具体的算法如下:
- 建立一个栈来存储待计算的运算数;
- 遍历字符串,遇到运算数则压入栈中遇到运算符则出栈运算数(2佽),进行相应的计算计算结果是新的操作数,压入栈中等待计算;
- 按上述过程,遍历完整个表达式栈中只剩下最终结果;
??完整嘚Python代码如下:(接以上代码)
请务必注意,我们输入的中缀表达式中每个运算符或运算符要用空格隔开。
- Python算法实战系列之栈:
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