平常所使用的运算式,主要是将运算元放在运算子的两旁,例如a+b/d这样的式子,这称之为中序(Infix)表示式,对于人类来说,这样的式子很容易理 解,但由于电脑执行指令时是有顺序的,遇到中序表示式时,无法直接进行运算,而必须进一步判断运算的先后顺序,所以必须将中序表示式转换为另一种表示方 法。
可以将中序表示式转换为后序(Postfix)表示式,后序表示式又称之为逆向波兰表示式(Reverse polish notation),它是由波兰的数学家卢卡谢维奇提出,例如(a+b)*(c+d)这个式子,表示为后序表示式时是ab+cd+*。
用手算的方式来计算后序式相当的简单,将运算子两旁的运算元依先后顺序全括号起来,然后将所有的右括号取代为左边最接近的运算子(从最内层括号开始),最后去掉所有的左括号就可以完成后序表示式,例如:
a+b*d+c/d => ((a+(b*d))+(c/d)) -> bd*+cd/+
如果要用程式来进行中序转后序,则必须使用堆叠,演算法很简单,直接叙述的话就是使用回圈,取出中序式的字元,遇运算元直接输出,堆叠运算子与左括号, ISP>ICP的话直接输出堆叠中的运算子,遇右括号输出堆叠中的运算子至左括号。例如(a+b)*(c+d)这个式子,依演算法的输出过程如下:
OP |
STACK |
OUTPUT |
( |
( |
- |
a |
( |
a |
+ |
(+ |
a |
b |
(+ |
ab |
) |
- |
ab+ |
* |
* |
ab+ |
( |
*( |
ab+ |
c |
*( |
ab+c |
+ |
*(+ |
ab+c |
d |
*(+ |
ab+cd |
) |
* |
ab+cd+ |
- |
- |
ab+cd+* |
如果要将中序式转为前序式,则在读取中序式时是由后往前读取,而左右括号的处理方式相反,其余不变,但输出之前必须先置入堆叠,待转换完成后再将堆叠中的 值由上往下读出,如此就是前序表示式。
int postfix(char*); // 中序转后序 int priority(char); // 决定运算子优先顺序
//主程序 char input[80] = "a+b*d+c/d"; printf("输入中序运算式:"); postfix(input);
//输出后序式 int postfix(char* infix) { int i = 0, top = 0; char stack[80] = {'\0'}; char op; while(1) { op = infix[i]; switch(op) { case '\0'://如果到达结尾,则输出栈内的字符即可 while(top > 0) { printf("%c", stack[top]); top--; } printf("\n"); return 0; // 运算子堆叠 case '('://如果是左括号,则放入栈中 if(top < (sizeof(stack) / sizeof(char))) { top++; stack[top] = op; } break; case '+': case '-': case '*': case '/'://如果是运算符 while(priority(stack[top]) >= priority(op)) {//判断优先级,如果栈内的优先级高,则出栈 printf("%c", stack[top]); top--; } // 存入堆叠 if(top < (sizeof(stack) / sizeof(char))) { top++; stack[top] = op; } break; // 遇 ) 输出至 ( case ')'://遇到右括号,出栈,到左括号为止 while(stack[top] != '(') { printf("%c", stack[top]); top--; } top--; // 不输出( break; // 运算元直接输出 default: printf("%c", op); break; } i++; } } //返回优先级 int priority(char op) { int p; switch(op) { case '+': case '-': p = 1; break; case '*': case '/': p = 2; break; default: p = 0; break; } return p; }