关于栈的三种表达式

关于栈的三种表达式

1.前缀表达式

前缀表达式是一种没有括号的算术表达式,与中缀表达式不同的是,其将运算符写在前面,操作数写在后面。为纪念其发明者波兰数学家Jan Lukasiewicz,前缀表达式也称为“波兰式”。例如,- 1 + 2 3,它等价于1-(2+3)。

2.后缀表达式

逆波兰式(Reverse Polish notation,RPN,或逆波兰记法),也叫后缀表达式(将运算符写在操作数之后)

3.中缀表达式

中缀表达式是一个通用的算术或逻辑公式表示方法。(生活中常见的表达式)

逆波兰计算器

1.输入一个逆波兰表达式,使用栈计算其结果

2.支持小括号和多位整数,这里只对整数的计算

后缀表达式计算机求值思路

从左至右扫描表达式,遇到数字时,将数字压入堆栈,遇到运算符是,弹出栈顶的两个数,用运算符对他们(前两个元素)做出相应的计算,并将结果入栈,重复上述过程,直到表达式的最右端,最后运算得出的值即为表达式的结果

例如:(3+4)*5-6 对应的后缀表达式就是 3 4 + 5 * 6 -,针对后缀表达式的计算步骤如下:

1.从左至右扫描,将3 和 4 压入堆栈

2.遇到 + 运算符,因此弹出 4 和 3, 4 为栈顶元素,3为次顶元素,计算出 3 + 4 的值,得7,再将7入栈

3.将5入栈

4.接下来是*号运算符,因此弹出5和7,计算出5 * 7 = 35,将35入栈

5.将6入栈

6.最后是 -运算符,计算出35-6的值,即29,由此得出最终结果

代码示例:

package com.wxit.stack;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Stack;

/**
 * @Author wj
 **/
public class PolandNotation {
    public static void main(String[] args) {
        //先定义给定的逆波兰表达式:(3+4)*5-6
        //说明为了方便,逆波兰表达式的数字和符号用符号使用空格隔开
        String suffixExpression = "3 4 + 5 * 6 -";
        //思路:
        //先将3 4 + 5 * 6 - 放到ArrayList中
        //2.将ArrayList传递给一个方法,遍历ArrayList,配合栈完成计算
        List<String> rpList = getListString(suffixExpression);
        System.out.println(rpList);
        int res = calculate(rpList);
        System.out.println("计算的结果是:" + res);
    }

    //将一个逆波兰表达式,依次将数据和运算符放入到ArrayList中
    public static List<String> getListString(String suffixExpression){
        //将suffixExpression分割
        String[] split = suffixExpression.split(" ");
        List<String> list = new ArrayList<String>(); 
        for (String ele : split) {
            list.add(ele);
        }
        return list;
    }

    //完成对后缀表达式的运算
    public static int calculate(List<String> ls){
        //创建堆栈,只需要一个栈就可以
        Stack<String> stack = new Stack<>();
        //遍历ls
        for (String item : ls) {
            //这里使用正则表达式来取出数
            if (item.matches("\\d+")){
                //匹配的是多位数,入栈
                stack.push(item);
            } else {
                //pop出两个数,并运算,在入栈
                int num2 = Integer.parseInt(stack.pop());
                int num1 = Integer.parseInt(stack.pop());
                int res = 0;
                if (item.equals("+")){
                    res = num1 + num2;
                } else if (item.equals("-")){
                    res = num1 - num2;
                } else if (item.equals("*")){
                    res = num1 * num2;
                } else if (item.equals("/")){
                    res = num1 / num2;
                } else {
                    throw new RuntimeException("运算符有误");
                }
                //把res入栈
                stack.push("" + res);
            }
        }
        //最后留在stack中的数据是运算结果
        return Integer.parseInt(stack.pop());
    }
}

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